JPH01288812A - 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〕 本発明は画面の複数箇所を考慮した焦点検出が可能な焦
点検出装置の改良に関するものである。

〔従来の技術〕

現在写真用カメラあるいはビデオカメラでは自動焦点調
節のための焦点検出装置を内蔵することが一般的である
。

しかし乍ら、これらの焦点検出装置では、検出できる被
写体の範囲がファインダの略中央部に設けられた測距視
野枠内のものに限られるため、ファインダ画面内の所望
の位置に被写体を置いての焦点検出が行えないといった
不都合があった。

即ち、従来の焦点検出装置は、被写体の主要部が画面の
中央に位置する場合は問題がないものの、画面の中央を
外れた場合は誤測距を起し、ピントのボケだ写真となる
。

そこで、この難点を解消するために、−度カメラを横に
振って画面の中央に被写体の主要部を入れて測距を行い
、その時の焦点調節状態を保ったままカメラの方向を戻
した後、シャッターレリーズ操作を行える様にした、所
謂プリフォーカス機能を有したものもあるが、操作が面
倒であるし、画面の中央に主被写体を置いたつもりでも
、ずれて背景にピントが合ってしまいピンボケ写真とな
ったり、また、急いでいる場合には実行できないといつ
た欠点があった。

このため、これら欠点を解決する方法として撮影画面内
を複数個の領域に分割して測距し、その距離情報に基づ
いて撮影レンズの焦点深度内にすべての被写体が入るよ
うな位置に焦点を合せるようにしたり、あるいはもつと
も近距離にある被写体が主被写体であることが多いこと
から、測距された被写体のうち、もつとも近距離にある
被写体に焦点を合せる焦点検出装置が特開昭５６−１０
１１２８号公報、特開昭５９−１４６０２８号公報等に
より提案されている。

しかしながら、撮影レンズの焦点深度内にすべての被写
体が入るようにするのは、焦点距離の長いレンズを使っ
たり、絞りを開放にしたりしたときには無理な場合が多
（、測距された被写体のうち、もっとも近距離にある被
写体に焦点を合せる方法は、例えば、画面の端に木があ
ってその木が主被写体としての人物より前にあるような
場合、その木にピントが合ってしまい、人物にピントが
合わなくなってしまうといった不都合があった。

そこで、本出願人は以上の従来の焦点検出装置の欠点を
解消すべ（、画面の複数箇所を測距すると共に画面の中
央で近距離にある被写体は撮影したい主被写体である確
率が極めて高いことを考慮し、まず、画面中央部の測距
値が所定距離より近距離か否かを判定し、該所定距離よ
りも近距離であればこの測距値のみにより焦点検出を行
い、上記所定距離よりも遠距離であれば、画面周辺部の
測距値も加味して焦点検出を行う方法を特開昭６２−１
４０１７号公報により提案している。

ところが、上記本出願人の提案のものでは、画面中央部
の被写体がどの程度近距離であれば主被写体とみなせる
かの判断基準となる上記所定距離の決定に撮影レンズの
焦点距離情報が加味されていない為、特にレンズ変換可
能なカメラや焦点距離変更可能なカメラは正確な焦点検
出動作が行えないといった改良すべき点が残されていた
。すなわち、主被写体を画面内でそれほど小さく撮影す
るとは考えられないので、画面内の被写体が主被写体と
みなせる最小限度を考えると、この大きさが同一であっ
ても焦点距離が異なると画角が変化する為、異なった距
離位置することになる。従ってこれによって主被写体と
みなせるか否かの判断基準となる上記所定距離も異って
くる為、このことを考慮していない上記提案では焦点検
出動作が正確に行えないということになるのである。

〔発明の目的〕

本発明は以上の事情に鑑み為されたもので、画面の複数
箇所を考慮した焦点検出が可能な焦点検出装置に於いて
、画面の略中央部の測距情報が所定距離以遠か否かを判
定し、上記測距情報が上記所定距離より近い場合には上
記測距情報が上記所定距離以遠の場合に比し、画面の略
中央部を画面の周辺部に対しより優先した焦点検出を行
うようにする判定手段と、上記所定距離を撮影光学系の
焦点距離に応じて変更する変更手段とを備え、上記従来
の欠点を解消した正確な焦点検出の行える焦点検出装置
を提供しようとするものである。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。

第１図は本発明を実施するのに適したカメラの焦点検出
装置の一例を示すフロック図である。

ＰＨ１はカメラの中央演算回路で、たとえばＣＰＵ。

ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＡＤＣ（Ａ／Ｄコンバータ）および入
出力ポート等が配置されたｌチップマイクロコンピュー
タであり、前記のＲＯＭ内にはＡＦ制御を含む一連のカ
メラの制御用ソフトウェアおよびパラメータが格納され
ている。

ＤＢＵＳはデータバス、ＳＨＴは前記中央演算回路ＰＲ
３より制御信号Ｃ３ＨＴが入力している間データバスＤ
ＢＵＳを介して入力するデータを受は付け、そのデータ
に基づいて不図示のシャッタ先幕及び後幕の走行制御を
行うシャッタ制御回路、ＡＰＲは制御信号ＣＡＰＲが入
力している間データバスＤＢＵＳを介して入力するデー
タを受は付け、該データに基づいて不図示の絞り制御機
構を制御する絞り制御回路、ＳＷＳはレリーズスイッチ
、連写モー１でスイッチ並びに各種情報設定用のスイッ
チ、後述の画面略中央部のみを考慮する焦点検出を行う
か画面の略中央部及び周辺部を共に考慮する焦点検出を
行うかを選択するスイッチ等のスイッチ群である。ＬＣ
ＯＭは制御信号ＣＬＣＯＭが入力している間データバス
ＤＢＵＳを介して入力するデータを受は付け、該データ
に基づいてレンズ制御回路ＬＮＳＵとシリアル通信を行
うレンズ通信回路でクロック信号ＬＣＫに同期してレン
ズ駆動用データＤＣＬをレンズ制御回路へ伝送し、それ
と同時にレンズ情報ＤＬＣがシリアル入力する。

ＢＳＹは不図示の焦点調節用レンズが移動中であること
をカメラ側に知らせる為の信号で、この信号が発生して
いるときは、前記シリアル通信は行われない。ＳＰＣは
測光回路であり、前記制御回路からの制御信号ｃｓｐｃ
を受は取ると測光出力５ｓｐｃを中央演算回路ＰＲ３へ
送る。測光出力５ｓｐｃは中央演算回路ＰＲ３内部のＡ
ＤＣでＡ／Ｄ変換され、前述のシャッタ制御回路ＳＨＴ
及び絞り制御回路ＡＰＲを制御するためのデータとして
用いられる。

２２０は焦点検出用の補助光を投射するための投光回路
で中央演算回路ＰＲ３からの制御信号ＡＣＴ及び同期ク
ロックＣＫによりＬＥＤを駆動し発光させる。

１〜５はそれぞれ一対のラインセンサｌａ、ｌｂ〜５ａ
、　　５ｂを有する測距用受光回路で、それぞれの測距
用受光回路は第２図に示される画面の各検出視野ＩＡ〜
５Ａに対応した位置の像を受光するように構成されてい
る。ＳＤＲは前記中央演算回路ＰＲ３より入力する信号
ＳＴＲ，ＣＫに従って各受光回路１〜５を制御するセン
サ駆動回路で、制御信号φｌ。

φ２．ＣＬ、ＳＨにより受光回路１〜５を制御し、選択
信号５ＥＬＩ〜５ＥＬ５により受光回路１〜５のいずれ
か１つを選択して、その選択した受光回路から得られる
像信号５ＳＮＳを中央演算回路ＰＲＳに送信する。

第３図はレンズ制御回路ＬＮＳＵがレンズの焦点距離情
報、距離環情報を得る様子を示したもので、ブラシで距
離環の位置、ズーム環の位置などが、５ビツトの信号に
変換されてレンズ制御回路Ｌ　Ｎ　Ｓ　Ｕ内のＣＰＵで
演算され、レンズ情報ＤＬＣとしてレンズ通信回路ＬＣ
ＯＭを介して中央演算回路ＰＲＳに入力される。なお、
この場合の距離環の位置情報は直接合焦演算に使用する
わけではないので、それほどの精度は必要としない。

第４図は焦点検出部の為の光学系を示したもので、１０
は撮影レンズ、ｌｌはフィールドレンズ、１２は二次結
像レンズ、前記受光回路１〜５の１対のラインセンサ１
４は絞りマスクである。

第４図に於いて、被写体光は撮影レンズ１０を通過して
一次結合したのち、フィールドレンズ１１、二次結像レ
ンズ１２により再びラインセンサＡ、　Ｂ上に結像する
。ラインセンサＡ、Ｂ上に結像した２つ像の信号は第５
図に示すように、非合焦にあっては、ピーク位置のずれ
があり、合焦にあってはピーク位置のずれがなくなる。

従って合焦位置を知るために、片側の像信号に対しても
う一方の像信号を１ビツトずつずらしていき、２像の各
点における大きい方の値（又は小さい方の値）の積分値
が一番小さくなる（一番大きくなる）位置を演算により
求めればよい。

ただし、演算による合焦位置の信号が正しいものである
か、低コントラスト低輝度被写体などでのノイズによる
ものであるかの判断を行うために、同時像のコントラス
トを求めておき、一定値よりも小さいときは焦点検出不
能とする。

次に、本実施例の焦点検出動作を第６図のフローチャー
トに従って説明する。尚、第１図の構成のうち焦点検出
動作と直接関係無い構成の動作については説明を省略す
る。まず、撮影者がスイッチＳＷＳにより受光回路ｌの
みを使用する画面略中夫に対してのみの焦点検出を行う
一定検出モードと受光回路１〜５を自動的に切換えて画
面全体に対する焦点検出を行う多点検出モードとの選択
を行い、これによって中央演算回路ＰＲＳは１点検出モ
ードか多点検出モードかの判別をする（Ｓｌ　）。中央
演算回路ＰＲＳが一点検出モードを判別すると、受光回
路１による画面略中央部ＩＡの像信号を読みとる（Ｓ２
）。そして前述のように像のコントラストに基づいて、
焦点検出可能か否かの判断を（Ｓ３）、焦点検出可能な
らばその像信号のみで合焦演算を行い（＄４）、レンズ
を合焦位置に駆動する（Ｓ１６）。

−力無点検出不能ならば警告表示などの処理をおこなう
（Ｓ１７）。

一方、スイッチＳＷＳで多点検出モードが選択されると
、まず、中央演算回路ＰＲ３はレンズ制御回路ＬＮＳＵ
より撮影レンズの焦点距離、距離環の位置情報を取り込
む（Ｓ５）。次に、中央演算回路ＰＲ５は受光回路ｌの
像信号を読みとり（Ｓ６）、前記と同様像信号のコント
ラストを検出し、焦点検出可能と判断された場合は（Ｓ
７）、デフォーカス量とレンズの距離環情報により、検
出視野ＩＡにおける被写体までの距離を演算する（Ｓ８
）。

そしてその距離が前記取り込まれた撮影レンズの焦点距
離情報により中央演算回路ＰＲＳが選択する（Ｓ８）後
述の所定値ＬＴよりも近距離のときは（Ｓ９）、検出視
野ＩＡにおける像信号のみにより合焦演算を行い（Ｓ１
５）、レンズを合焦位置へ駆動する（Ｓ１６）。一方Ｓ
７で焦点検出不能のとき、又はＳ９で検出視野ＩＡにお
ける被写体までの距離が所定値ＬＴ以遠の距離のときは
、画面周辺の検出視野２Ａ〜５Ａに対する受光回路２〜
５の像信号を読みとる（ＳＩＯ）。

次に、コントラスト検出により検出視野ＩＡ〜５Ａ全で
のエリアで焦点検出不能か否かの判定を行い（Ｓｌｌ）
、検出視野ＩＡ〜５Ａ全てのエリアで焦点検出不能と判
定されると警告表示などの焦点検出不能処理を行う（Ｓ
１７）。一方、５つの検出視野ＩＡ〜５Ａのうち、焦点
検出可能なエリアが１つでもあればそれらのエリアでの
被写体までの距離をそれぞれ演算（Ｓ１２）、そのうち
最も近距離の被写体のあるエリアを選択して（Ｓ１３）
、選択したエリアの像信号により合焦演算を行い（Ｓ１
４）、その位置レンズを駆動する（５１６）。

次に、第６図を参照して前記所定値ＬＴの決め方につい
て説明する。第６図は被写体とフィルム面上にできる像
との関係を示すものでＡＢは被写体の大きさを表し、こ
れに対し、撮影レンズ１０によってフィルム面上にでき
る像の大きさはＡ’　Ｂ’　　となる。そして、撮影レ
ンズ１０から被写体までの距離をａルンズの焦点距離を
ｒとしたときフィルム面上の像の大きさＡＢ　　は と表わされる。

ここで、主被写体に撮影レンズ１０の焦点を合わせて背
景も同時に写し込むといった一般的な撮影では、フィル
ム面での主被写体の大きさはそんなに小さくなることは
ない。そこでその限界の大きさをｇとし、又、主被写体
は一般に人物であり、その大きさはある程度決まるので
その限界の大きさをｈとして、それによって決まる主被
写体までの限界距離を前記所定値ＬＴとすれば、主被写
体までの距離ａはそれにより遠くなることはあまり考え
られないので、 となり、主被写体であればこの様にレンズの焦点距離に
よって決まる所定値ＬＴよりも近距離ということになる
。したがって、本実施例の多点検出モードでは、−船釣
な撮影を想定してまず最初に画面の略中夫のエリアで測
距し、そのエリア内の被写体距離が焦点距離情報に基づ
いて中央演算回路ＰＲＳにより前述の様にして決められ
る所定値ＬＴ以遠のときは、その被写体は主被写体では
なく、主被写体は画面の中央のエリア以外に位置してい
る可能性が高いと判断して、画面周辺のエリアを測距し
、そのうち最も近距離のエリアに対応させてレンズのピ
ント合せを行う。これは主被写体が一般に背景より前方
の一番近い被写体であることがほとんどなので、この様
にすればほとんどの場合主被写体にピントを合せること
ができるということに基づくものである。

尚、本実施例では焦点検出視野が画面の略中央部に１つ
とその周辺に４つの計５つのものを示したが、これに限
らず焦点検出視野はいくつにしてもよい。

又、第８図のように焦点検出視野を画面中央部から周辺
部に向けて複数配列し、焦点検出動作のアルゴリズムは
画面中央部のエリア（Ａａ）より測距し、被写体までの
距離が所定値ＬＴよりも小さいときは、その像信号で合
焦演算し、そうでないときは、すぐ隣のエリアＢａ、Ｃ
ａで測距を行い、被写体までの距離が所定値ＬＴより小
さいときはその像信号で合焦演算し、そうでないときは
続いて更に隣接したエリアＤａ、Ｅａの測距を行うとい
ったように、所定値ＬＴよりも近い距離にある被写体を
みつけるまで焦点検出視野が周辺部に移行していき、す
べての測距視野を所定値ＬＴよりも近い距離にある被写
体がないときは最も近い被写体のある焦点検出視野の像
信号により合焦演算するというようにしてもよい。また
、焦点検出の方法は本実施例では二次結像方式を用いて
いるが、レンズシャッタカメラなどで使用されている。

アクティブ方式のものを用いてもよい。このアクティブ
方式の場合は被写体距離情報が簡単に求められ、本発明
を容易に実現できる。また、画面中央部の焦点検出視野
の被写体までの距離が所定値ＬＴよりも太き（て、画面
周辺部の焦点検出視野の像信号も読みとったとき、それ
ぞれのエリアより最も近距離の被写体のあるエリアの像
信号を合焦演算に用いるだけでなく、カメラの絞り情報
より被写界深度を求め、最も近距離の被写体が被写界深
度にはいるような位置でピントを合わせたり、近すぎる
被写体の像情報は無視して他のゾーンの像信号で合焦演
算を行ったりしてもよい。

更に、上記実施例では画面略中央部の測距値が所定距離
より近距離の場合にはその中央部に対してのみの焦点検
出を行っているが、これは画面周辺部も考慮し、但し、
上記測距値が所定距離以遠の場合に比べて画面略中央部
を画面周辺部より優先するものであればよい。

又、本実施例では焦点検出視野が明確に分かれているが
、長いラインセンサを用い、画面中央部のエリアはその
ラインセンサの中央の部分で像信号を求め、画面周辺部
のエリアはラインセンサの両端の方で像信号を求めるよ
うな構成でもよい。

又、上記実施例ではカメラを対象として説明しているが
、これは望遠鏡、顕微鏡等地の光学系に対しても本発明
は適用できるものである。

〔発明の効果〕

以上説明した様に本発明によれば、画面の複数箇所を考
慮した焦点検出が可能な焦点検出装置に於いて、上記従
来の欠点を解消した正確な焦点検出の行える焦点検出装
置が提供でき、その有効性は極めて高いものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示すカメラの回路ブロック図
、第２図は画面内の焦点検出視野の配置を示す図、第３
図はレンズの距離環、ズーム環の位置検出構成を示す図
、第４図は焦点検出の光学系の構成図、第５図は焦点検
出原理の説明図、第６図は第１図の回路動作を示すフロ
ーチャート、第７図は被写体とフィルム面上の像の関係
を説明する図、第８図は本発明の他の実施例を示す画面
内の焦点検出視野の配置図である。 ＰＨ１：中央演算回路、　１〜５：測距用受光回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 画面の複数箇所を考慮した焦点検出が可能な焦点検出装
   置に於いて、画面の略中央部の測距情報が所定距離以遠
   か否かを判定し、上記測距情報が上記所定距離より近い
   場合には上記測距情報が上記所定距離以遠の場合に比し
   、画面の略中央部を画面の周辺部に対しより優先した焦
   点検出を行うようにする判定手段と、上記所定距離を撮
   影光学系の焦点距離に応じて変更する変更手段とを備え
   たことを特徴とする焦点検出装置。