JPH0488326A - 光学器械の対象検出装置 - 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〕 本発明は例えばカメラ等の光学器械の自動焦点調整を行
なう際の撮像対象の検出にとくに適する光学器械の対象
検出装置に関する。

〔従来の技術〕

カメラ等の光学器械用の自動焦点方式として、自然光や
照明光を受ける対象ないし被写体の映像を捉え、その状
態に応じて撮像レンズを合焦させるいわゆるパッシブ方
式が、赤外光等のパルスを対象に投射してその往復時間
から検出される対象までの距離に応じて撮像レンズを合
焦させるいわゆるアクティブ方式よりも、台無精度が高
くかつ消費電力が少ない点で近年とくに注目され、その
実用化と普及が急速に進展しつつある。このパッシブ方
式にも、大別して撮像レンズを経由しないいわゆる外光
から対象までの距離を検出する三角測量方式と、撮像レ
ンズを経由した内光から合焦状態のずれを検出するＴ　
Ｔ　Ｌ　（Ｔｈｒｏｕｇｈ　Ｔｈｅ　Ｌｅｎｓ）方式と
が知られている。

以下、上述の外光三角測量方式の方についてその概要を
第８図を参照しながら簡単に説明する。

図において、対象Ａの映像を捉えるだめの光学的手段と
して、１対の小レンズ１１と１２が光学器械に互いに基
線長すを隔てて組み込まれ、対象Ａからの光を互いに異
なる光路Ｌ１とＬ２を介して受けて、その焦点距離ｆ付
近に置かれたイメージセンサ２１と２２上に対象Ａの映
像１１とＩ２を図示の位置にそれぞれ結像する。映像１
１およびＩ２の位置は、対象Ａが無限遠にある時にはレ
ンズ１１および１２の中心を通る光学器械の光軸Ｌｃと
イメージセンサ２１および２２の交点にそれぞれあるが
、対象Ａが光学器械に近付くとかかる原位置から互いに
逆方向に図で３１およびｓ２で示す距離だけシフトする
。

レンズ１１と１２から対象Ａまでの距離をＸとし、対象
Ａを通る光軸が基線長すをｂｌとｂ２に分割するものと
すると、距Ｊｌｌｌｘおよび基線長部分ｂ１を直交２辺
とする三角形と焦点距１１ｆおよびシフト量ｓ１を直交
２辺とする三角形が相位であるから、次式が成立する。

ｂｌ／　ｘ　＝ｓｌ／　ｆ 同様にして、ｂ２／　ｘ　＝　ｓ２／　ｆが成立する。

ここでｂ＝ｂｌ＋ｂ２であるから、いまｓ　＝ｓｌ＋ｓ
２と置くと、 ｂ　／　ｘ　−ｓ　／　ｆ となる、従って、映像１１とＩ２のそれぞれの原位置か
らのシフト量３１と３２の和Ｓをなんらかの手段で検出
すれば、 Ｘ干ｂ　ｆ　／　ｓ により距＠Ｘを知ることができる。

このシフト量Ｓの検出に当たっては、対象Ａの映像１１
とＩ２が点でなく必ずあるパターンを持っているから、
左右のイメージセンサ２１と２２内の各光センサが受け
る光の強度を表す映像データを集めた映像データ群によ
りこのパターンを代表させ、かかる左右の映像データ群
を上述の無限遠に対応する原位置をそれぞれの基準点と
して相互に映像データ１個分ずつ順次シフトさせながら
、両映像データ群が表す映像パターンを一致させるに必
要なシフト数Ｓを求める。

このシフト数Ｓにイメージセンサ内の光センサの配列ピ
ッチを東軍すればシフト量Ｓが得られ、このシフト量Ｓ
から上式により距ｊｌｘを計算して撮像レンズをこれに
応じた位置に置くことにより光学器械を対象Ａに合焦さ
せることができるが、実際にはシフト量Ｓや距１１ｘを
一層計算する手間を省いて、シフト数Ｓ自体により光学
器械の撮像レンズの位置を調整するのが通例である。

なお、上述の映像データは例えば４〜８ビツトのディジ
タルデータで、シフト数Ｓを求める際にそれらの集合で
ある左右の映像データ群が完全には一致しないことが多
いので、両映像データ群を相互にシフトさせたつと適宜
な評価関数によって両群間の相関を順次検定して行き、
この検定結果が最大相関を示すシフト数Ｓを求めるのが
ふつうである。また、この最大相関点を求める際にその
付近の評価関数値を参照する補間法を利用して、整数の
シフト数Ｓのかわりに小数点以下の値をもつシフト値Ｓ
を計算するようにすれば、光学器械の合焦精度を一層向
上できる。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、上述のように光学器械を合焦させる対象はも
ちろんそのファインダで狙った正面方向の対象であるが
、この際に対象を検出すべき視野をあまり広げると、複
数個の対象が視野に入って来てその内のどれを検出して
いるかが不定になりやすいので、合焦を正確にする上で
は視野を狭く設定するのが有利である。ところが、対象
検出用の視野を狭めると、第９図のように２個の対象Ａ
ｌとＡ２．例えば並んで立っている二人の人物の間をフ
ァインダで狙うと、光学器械１はその先軸Ｌｃの方向の
例えば無限遠にある背景を検出してそれに焦点を合わせ
るので、写真としてはピントぼけになってしまうことに
なる。

かかるいわゆる中抜けによる不都合を対象検出用の視野
を広げることなく解決するには、例えば本件出願人が前
に提案した光軸に対し斜め方向にある対象の距離検出技
術　（特開昭６０−１５５０６号公報および特開昭６１
−１２００１号公報を参照）を利用することができる。

すなわち、かかる斜め方向の測距技術を利用すれば、第
１０図のように光学器械ｌのファインダの方向を固定し
たままで、その光軸Ｌｃの方向およびこれと角度αをな
す斜め方向を含む例えば計３個の方向にある対象までの
距離をそれぞれ検出した上で、これら３個の検出結果中
から撮影に最適な対象を選択してそれに光学器械を合焦
させ得る。

しかし、かかる従来のいわゆる３点測距法では、一般に
傾斜角度αの調整が容易でないため固定角とするのがふ
つうなので、対象があらかじめ設定された斜め方向の近
くにある場合だけ有効で、この方向から外れるとその効
果を充分にないし全く発揮できない問題がある。

かかる現状に鑑み、本発明の目的は対象を検出すべき斜
め方向の光軸からの角度の選択や調整が容易な対象検出
装置を得ることにある。

本発明のより具体的な目的は、三角測量方式やＴＴＬ方
式の自動焦点カメラ等の光学器械に適する正面方向と可
変な斜め方向を含む３方向の対象検出装置を得ることに
ある。

（！Ｉｆｆを解決するための手段〕 本発明によれば、上記の対象を検出すべき斜め方向の光
軸からの角度の選択や調整を容易にする目的は、光学器
械の視野内の対象からの光を互いに異なる光路を介して
受け該対象の映像をそれぞれ結像させる１対の光学的手
段と、該手段による１対の映像を受けそれらに対応する
１対の映像データ群を発生するイメージセンサ手段と、
両院像データ群から光学器械の光軸に対し傾斜角度をも
つ部分視野に対応する部分群をそれぞれ抽出する抽出手
段と、該手段により抽出される１対の部分群内の映像デ
ータを相互に順次シフトさせながらそのつど相関を検定
して検定結果が最高相関を示すシフト値を検出する検出
手段とを備え、抽出手段に対し部分群対を抽出するため
の部分視野の傾斜角度を任意に指定して、その際に検出
手段により検出されるシフト値をこの傾斜角度が指定さ
れた部分視野に含まれる対象の属性を表す指標として検
出し得るようにした光学器械の対象検出装置によって達
成される。

また三角測量方式に通する対象検出装置では、上記構成
中の光学的手段と、イメージセンサ手段と、検出手段と
に対し、イメージセンサ手段により発生される１対の映
像データ群から光軸方向およびそれと正負の傾斜角度を
なす方向の部分視野に対応する部分群を３対抽出する抽
出手段を組み合わせ、抽出手段に対し傾斜角度をもつ部
分視野の光軸に対する傾斜角度を指定し、検出手段によ
り３対の部分群のそれぞれにつきシフト値を検出してこ
れらに対応する各部分視野に含まれる対象の光学器械か
らの距離を示す指標とする。

さらにＴＴＬ方式に適する対象検出装置では、三角測量
方式用と同じ光学的手段き、イメージセンサ手段と、抽
出手段と、検出手段とによりこれを構成し、抽出手段に
対して傾斜角度をもつ部分視野の光軸に対する傾斜角度
を指定し、検出手段により３対の部分群のそれぞれにつ
きシフト値を検出してこれらに対応する各部分視野内に
含まれる対象に対する光学器械の撮像レンズの合焦状態
を示す指標とする。

これら対象検出手段のいずれについても、１対の光学的
手段を所定の相互間隔を置いて配！された１対のレンズ
で構成するのが最も簡単かつ有利である。イメージセン
サ手段は１対の光学的手段に対応して１対ないし共通に
設けることができ、いずれの場合にもその各光センサか
ら映像データを複数ビット構成のディジタルデータの形
で発生させるのが望ましい、また、抽出手段および検出
手段は光学器械に通常組み込まれているマイクロコンピ
ュータにそのソフトウェアの形で装荷するのが有利であ
る。なお、抽出手段により抽出する１対の部分群は互い
に同じ個数の映像データからなるようにするのがよい。

三角測量方式とＴＴＬ方式用の対象検出装置のいずれに
おいても、抽出手段に対する斜めの部分視野の光軸に対
する傾斜角度の指定を正負両方向に対し同角度とするの
が合理的で、ＴＴＬ方式用ではこの傾斜角度の指定を光
学器械の撮像レンズの焦点距離ないしズームレンズの場
合はズーム率に応じて指定するのが有利である。

〔作用〕

本発明の前項の構成がもつ作用をその構成手段ごとに順
を追って述べると次のとおりである。

１対の光学的手段は対象からの光を互いに異なる光路を
介して受けてその１対の映像をイメージセンサ手段上に
結像させ、イメージセンサ手段から対象の各映像のパタ
ーンをそれぞれ表す１対の映像データ群が発生されるが
、本発明ではこれら各群内の映像データの個数を充分に
設定することにより、従来よりも視野を広げてその中に
含まれ得る対象を検出できるようにする。

次の抽出手段はかかる１対の映像データ群からそれぞれ
部分群を抽出して部分群の対を作るが、この部分群中の
映像データ数の選択によって対象を見る部分視野の視野
角を設定し、かつ部分群を映像データ群から抽出する位
置によってこの部分視野の光学器械の光軸に対する傾斜
角度を指定できるようにする。従って本発明では、この
指定により傾斜角度を変えながら狭い視野角の部分視野
内の対象を個別に検出できる。

次の検出手段は、このように傾斜角度が指定された部分
視野に対応して抽出手段により抽出された１対の部分群
から対象を検出するもので、これらの部分群内の映像デ
ータを従来と同様に相互に順次シフトさせながらそのつ
ど相関を検定して、検定結果が最高相関を示すシフト値
を検出することにより対象を検出する。このシフト値は
各部分視野内に含まれる対象の属性を１例えば三角測量
方式では前述のように光学器械からこの対象までの距離
を、ＴＴＬ方式ではこの対象に対する撮像レンズの合焦
状態をそれぞれ表す指標となる。

以上のように、本発明では抽出手段に対し対象を検出す
べき部分視野の傾斜角度を、また必要に応じてその視野
角も任意に指定しながら部分視野ごとに対象を区別して
検出できる。三角測量方式やＴＴＬ方式用では、光学器
械の光軸方向と正負の可変な傾斜角度方向をもつ３個の
部分視野についてそれぞれ対象を検出することができ、
従って前述の中抜は等の対象の見落としをなくして光学
器械の合焦精度を向上できる。

〔実施例〕

以下、図を参照しながら本発明の具体実施例を説明する
。第１図は本発明による光学器械の対象検出装置の基本
的な実施例の構成手段を模式的に示すものである。

第１図の上部に示された１対の光学的手段１１と１２は
例えば小レンズであって、図の上方の図示しない対象か
らの光を第８図と同様に互いに異なる光路を介して受け
、対象の映像をイメージセンサ手段２０上にそれぞれ結
像させる。この例の単一のイメージセンサ手段２ｏは例
えばフォトダイオードアレイやＣＯＤ装置であって、対
象の映像をそれぞれ受ける各Ｍ個の光センサからなるイ
メージセンサ部分２１と２２を含む、これらの画部分２
１と２２が対応する光学的手段１１と１２の中心に対し
それぞれ張る角度が光学器械の視野■である。イメージ
センサ手段２０により発生される１対の映像データ群Ｌ
ＤとＩ？Ｉｌは、例えばＡＤ変換器２３を介し光学器械
に組み込まれたこの例ではマイクロコンピュータ７のＲ
ＡＭ内に読み込まれる。

なお、両映像データ群ＬＤとＲＯは上述のイメージセン
サ部分２１と２２に対応して各Ｍ個の映像データからな
り、各映像データは例えば４〜８ビツトのディジタルデ
ータである。以下、映像データ群ＬＤとＲＤ内の映像デ
ータを１〜Ｍの範囲内で変化する変数Ｐと９を用いてｔ
ｐとＲｑでそれぞれ表す。

この実施例における抽出手段３ｏと検出手段４ｏはいず
れもマイクロコンピュータ７内に装荷されたソフトウェ
アで、その具体的動作例は後に第５図を参照して説明す
るが、ここではその動作の概要のみを述べる。抽出手段
３ｏは図示のように光軸Ｌｃに対して傾斜角度θをもつ
部分視野Ｖｐを定義するよう、左右１対の映像データ群
ＬＤとＲＤから各ｍ個（ただしｍ＜Ｍ）の映像データか
らなる部分群ＬｄとＲｄをそれぞれ抽出する０図かられ
かるように、傾斜角度θは部分群ＬｄやＩ？ｄを映像デ
ータ群ＬＤやＲ１１から抽出する位置により９部分視野
Ｖｐの視野角は各部分群内の映像データ数ｍによりそれ
ぞれ指定でき、これらの値は例えば図の設定器３１がら
抽出手段３０に対して指定される。

検出手段４０はこの抽出手段３０により抽出された両部
分群ＬｄとＲｄ内の映像データを相互に順次シフトさせ
ながらそのつど相関を検定して、検定結果が最高相関を
示すシフト値Ｓの形で対象を検出するもので、その要領
を第２図に示す。すなわち、検出手段４０は図の上部に
示された各ｍ個の映像データからなる部分群ＬｄとＲｄ
から各ｎ個（ｎ＜ｍ）の映像データからなる小部分群！
とｒを図のように１映像デ一タ分ずつ交互に順次シフト
させながら取り出して組み合わせｃｊ　（ただしｊ＝０
〜ｊｍ）を作り、そのつと小部分群ｌとｒの映像データ
間の相関を検定する。容易にわかるように変数ｊは部分
群ＬｄとＲｄを相互にずらせたシフト数を表し、その最
大値ｊｍは２（ｍ−ｎ）である。

相関検定用の評価関数は、各組み合わせｃｊ内の小部分
群ｌとｒの対応する映像データ間の例えば差の絶対値を
ｎ回加算することでよく、この場合には評価関数の値が
最小なとき最高相関になり、この最高相関に対応する変
数ｊの値が検出手段４０からシフト値Ｓとして出力され
る。

次に第３図を参照して本発明を三角測量方式に適用した
実施例を説明する。構成がごく簡略に示された光学器械
１は撮像レンズ２を含む光学系内にシャッタ３を組み込
んだレンズシャッタカメラであって、本発明装置によっ
て検出される距離に応じアクチュエータ５により撮像レ
ンズ２を繰作して所望の対象に合焦させた後に、シャッ
タ３を開いてフィルム４に感光させる。撮像レンズ２と
機械的に結合されたエンコーダ６はその現在位置の検出
用である。

本発明の対象検出装置を構成する１対の光学的手段とし
てのレンズ１１と１２は光学器械ｌのケースに固定され
、視野内の対象の映像をこの例ではそれらに対応して１
対設けられたイメージセンサ２１と２２の上にそれぞれ
結像する。これら１対の映像のパターンを表す両イメー
ジセンサ２１と２２の検出出力はそれぞれＡＤ変換器２
３を介して光学器械１内に組み込まれたマイクロコンピ
ュータ７に与えられ、そのＲＡＭ内に映像データ群ＬＤ
とＲＤとして読み込まれて記憶される。

この実施例における抽出手段３０は、これら映像データ
群し０およびＲＤから光学器械ｌの光軸の方向とそれに
対し正負の傾斜角度θをもつ２個の方向の部分視野に対
応する部分群をそれぞれ抽出して３対の部分群を作る。

第４図はこの要領を示すもので、レンズ１１と１２にそ
れぞれ対応して各Ｍ個の映像データからなる映像データ
群ＬＤとＲＤが示されており、抽出手段３０はこの左右
の映像データ群ＬＤとＲＯからその下側に示されたよう
に左右の部分群ＬｄとＲｄの３個の対ないし組み合わせ
ＣＯ〜Ｃ２を抽出する。各部分群ＬｄやＲｄは部分視野
Ｖｐを決めるｍ個の映像データからなり、この例ではｍ
は例えば１８に固定されているものとする。

組み合わせＣＯの左右の部分群は光軸Ｌｃの方向。

組み合わせＣ１と０２の左右の部分群はこれと正負の傾
斜角度θをなす方向の部分視野にそれぞれ対応し、角度
θは第３図の設定器３１により抽出手段３０に指定され
る。以下の説明の都合上、これら３対の部分群の組み合
わせをｉ＝０〜２である変数ｉを用いてＣｉで示すもの
とする。

検出手段４０はかかる左右の部分群ＬｄとＲｄの３個の
組み合わせを受け、各組み合わせＣｉごとに左右の部分
群間の相関を第２図の要領で調べて、最高相関が検定さ
れたシフト数Ｓｔを出力する。

以下、これらの抽出手段３０と検出手段４０のこの実施
例における動作を第５図の流れ図を参照して具体的に説
明する。左側の列に前者の動作、右側の２列に後者の動
作をそれぞれ示す。

抽出手段３０の最初のステップＳ３０では、第３図の設
定器３１から傾斜角度θの指定値を読み込む。

次のステップＳ３１では、第４図の映像データ群ＬＤ中
の中央の映像データ番号ｐ閣をその映像データ数Ｍを２
で割ることにより求める。この実施例ではＭは例えば１
００程度の偶数なので、この番号ｐ園の映像データは図
示のように映像データ群の中央の右隣りになる。また、
このステップＳ３１では上述の傾斜角度θに対応する第
４図中の組み合わせＣ１やＣ２の部分群の抽出位置を組
み合わせＣＯの部分群の抽出位置からずらせるべきデー
タ数ａを角度θの所定の関数ｆによって計算する。

なお、この例では第４図の組み合わせＣＯについて示す
ように、左側の部分群Ｌｄによる部分視野Ｖｐの方向で
ある光軸Ｌｃに対応するこの部分群Ｌｄ内の基準点が図
のｂと２ｂで分割して示すように右寄りの３分の１の所
に設定され、右側の部分群ｌｉｄでは左寄りの３分の１
の所に設定される。このため、ステップＳ３２では部分
群内の映像データ数ｍを３で割ることによってこのｂを
計算する。さらに、検出手段５０の動作用に第２図の小
部分群ｌとｒの組み合わせ番号の変数ｊの前述の最大値
ｊ霧を計算してこのステップＳ３１を終える。なお、小
部分群内の映像データ′数ｎは部分群内の映像データ数
ｍの３分の２．この例では１２個に設定されるので、上
述の最大値ｊ■は１２になる。

続くステップＳ３２では第４図の組み合わせ番号の変数
ｉを０にセットし、さらに基準データ番号変数ｐｒに前
述の映像データ群の中央のデータ番号ｐ園を入れる。さ
らに、ステップＳ３４では第４図の部分群ＬｄとＲｄの
先頭データ番号ｐｓとｑｓをそれぞれｐｒ　−ｂ　＋ｌ
とＩ）ｒ−２ｂ＋１で計算する。

ついで流れは検出手段４０としての動作に入り、その最
初のステップＳ４０では第２図の小部分群の組み合わせ
番号変数ｊを０とすることによって、相関検定のために
部分群ＬｄとＩ？ｄ内の映像データを相互にずらせるべ
きシフト数を最初の０にセットする。さらに、第２図の
ように左右の小部分群ｌとｒを順次交互にずらせるため
の符号変数ＳＮを１にセットし、かつ最小評価関数値Ｆ
−を充分大きな初期値ＦＭにセットする。続くステップ
３４１では、第２図の右側の部分群１？ｄの先頭データ
番号ｑｓからトｎを減じることによりこれを右側の小部
分群ｒの先頭データ番号とする。なお、左側の部分群Ｌ
ｄの先頭データ番号ｐ３はそのまま左側の小部分群ｌの
先頭手段番号として使える。

ステン７’Ｓ４２から相関検定のための評価関数の計算
に入る。ステップＳ４２はその準備用で、評価関数値Ｆ
をまず０にセントし、第２図の小部分群ｉとｒ内のデー
タ番号変数ｋに１を入れ、データ番号変数Ｐとｑをそれ
ぞれ先頭データ番号ｐ３とｑｓにセットする。

次のステップＳ４３が評価関数の計算ステップであって
、この実施例では小部分群！とｒ内の対応する映像デー
タＬｐとＲｑの差の絶対値をとって評価関数値Ｆに対し
逐次加算する。続くステップ３４４ではデータ番号変数
ｋが小部分群内の映像データ数ｎに達したか否かを判定
し、未到達である限りステップＳ４５で変数に、ｐおよ
びｑの値を１ずつ歩進させた上で流れをステップＳ４３
に戻すことにより評価関数値Ｆの計算を進める。

第２図の左右の小部分群のある組み合わせｃｊについて
評価関数値Ｆの計算が完了してデータ番号変数にの値が
ｎに達した時、流れはステップ３４４から動作ループを
抜けてステップＳ４６に移る。このステップではいま計
算が完了した評価関数値Ｆが最小評価関数値Ｆｍより小
か否がを判定し、否であれば動作をステップ３４８に移
すが、然りの場合は最小評価関数値Ｆ−を評価関数値Ｆ
に書き換えるとともに、第２図の小部分群の組み合わせ
番号ｊの現在値を第４図の部分群の組み合わせ番号ｌに
対応するシフト値Ｓｔとして記憶する。

この後の動作はステップ５４８に入り、小部分群の組み
合ね番号変数ｊの値がその最大値ｊｍに達したか否かを
判定し、否である限りステップＳ４９で変数ｊの値を歩
進させる。次のステップＳ５０では第２図の要領により
左右の小部分群ｉとｒを交互にずらせるため、符号変数
ＳＮが正か負かによって動作を振り分ける。正の場合に
はステップＳ５１で右側の小部分群ｒの先頭データ番号
ｑｓの値を一つ減らし、負の場合にはステップ５２で左
側の小部分群ｌの先頭データ番号ｐｇの値を一つ増し、
いずれの場合もステップＳ５３で符号変数ＳＮの正負を
切り換える。この後の流れは次の評価関数値Ｆの計算の
ためステップＳ４２に戻される。

小部分群の組み合わせ番号変数ｊを進めながら上と同じ
動作を繰り返して、その値が最大値ｊ−に達したとき第
２図の左右の小部分群ｌとｒの全部の組み合わせについ
て相関検定が完了する。その結果の最高相関が検定され
たシフト値は、部分群の組み合わせ番号ｉのその時の値
に対応する前述のＳｔとして記憶されている。

上と同時に流れはステップ３４Ｂから抽出手段３０のス
テップＳ３４に移り、部分群の組み合わせ番号変数ｉの
値がその最大値２と比較される。変数１の値が２より小
なとき、動作はステップＳ３５に移り変数五の値が歩進
される０次のステップＳ３６ではこの変数ｉの値により
流れを振り分け、その値が１の時はステップＳ３７で映
像データ群の中央のデータ番号ｐ鴎から前述の部分群の
抽出位置をずらせるべきデータ数ａを減じることにより
、その値が２の時はステップ５３８で中央のデータ番号
ｐｍにデータ数ａを加えることにより、次に抽出すべき
部分群の基準データ番号ｐｒをそれぞれ指定する。

この後の流れはステップＳ３３に戻され、歩進された変
数ｉに対応する部分群の組み合わせについて上述と同じ
動作が繰り返される。

第４図に示した部分群ＬｄとＩ４ｄの３個の組み合わせ
ＣＯ〜Ｃ２のすべてについてかかる動作が終了したとき
、流れはステップＳ３４から動作ループを抜は出し、こ
れで抽出手段３０と検出手段４０の全動作が完了したこ
とになる。

第３図に戻って、対象特定手段６０は抽出手段３０によ
り左右の映像データ群Ｌ１）とＲＤから抽出された第４
図の左右の部分群ＬｄとＲｄの３個の組み合わせＣｉ　
（ｉ＝ｏ−２）のそれぞれにつき検出された対象までの
距離を表すシフト値Ｓｉを検出手段４０から受け、これ
ら３個のシフト値中から設定器６１により指定さる特定
基準に従って１個を選定してそれに対応する対象を特定
する。この際の特定基準としては目的に応じ種々な態様
が可能で、例えば最も簡単には光軸Ｌｃ力方向２個の傾
斜角度θ方向の３個の部分視野内の対象中で最も近いも
の、つまり最大シフト値Ｓｉの対象を特定する。実際に
は複数個の特定基準をコード化し、設定器６１でその指
定基準を随時切り換え得るようにするのがよい。

対象特定手段６０はこのようにして特定した対象に対す
るシフト値Ｓを出力し、これを受ける撮像レンズ制御手
段７０はエンコーダ６の検出値がこのシフト値Ｓに適合
するようにアクチュエータ５を介して撮像レンズ２の位
置を制御して光学器械１を特定された対象に合焦させる
。

第６図に本発明をＴＴＬ方式の自動焦点カメラに適用し
た実施例を示す、この方式の光学器械１は対象の映像を
撮像レンズ２を経由した内光から捉えるもので、−眼レ
フカメラ等ではフォーカルプレーン形のシャッタがふつ
う用いられるが、図の例ではフィルム４を覆うシャッタ
８が傾動形で内光に対するミラーを兼ね、光・学的手段
１０の１対のレンズ１１と１２は図示のようにこのミラ
ーで反射される対象からの光を撮像レンズ２の互いに異
なる部分を遣る光路Ｌ１とＬ２を介してそれぞれ受け、
対象の映像を単一のイメージセンサ手段２０内の各イメ
ージセンサ部分２１と２２上に結像する。

前の実施例と同様に、イメージセンサ手段２０の映像検
出出力はＡＤ変換器２３を介しマイクロコンピュータ７
内に１対の映像データ群ＬＤとＲＤとして読み込まれ、
その中に抽出手段３０と検出手段４０と対象特定手段６
０と撮像レンズ制御手段７０がソフトウェアとして装荷
される。また、撮像レンズ２の位置を操作するためアク
チエエータ５が設けられるのも同じである。

よく知られているように、このＴＴＬ方式ではイメージ
センサ２０が受ける１対の映像の基準位置からのシフト
量により光学器械ｌの合焦状態からのずれが検出され、
このずれをなくすように撮像レンズ２が制御される。第
７図に上述のイメージセンサ部分２１と２２がそれぞれ
受ける対象の映像１１と１２を相互に連結した形で示す
。

第７図（ａ）〜（Ｃ）は光学器械ｌの光軸Ｌｃの方向に
ある対象を捉えた１対の映像１１と■２を簡略に示し、
同図（ａ）は合焦状態に、同図（ロ）は前ピント状態に
。

同図（Ｃ）は後ピント状態にそれぞれ対応する。これら
かられかるように、１対の映像Ｉｔと■２の位置は同図
（ａ）の合焦状態におけるそれぞれの基準位置から、同
図（ロ）の前ピント状態では例えば内側に向けて３７２
ずつ、同図（Ｃ）の後ピント状態では逆に外側に向けて
−ｓ／２ずつそれぞれずれるので、両映像間の相対的な
位置ずれＳまたは−３を検出すれば、その大きさと符号
から光学器械１の合焦状態からのずれの程度と方向がわ
かり、これをなくすように撮像レンズ２を制御すればよ
い。

第７図（ｄ）は光学器械１の光軸Ｌｃから傾斜角度θの
方向にある対象を捉えた１対の映像を同図（ａ）に対応
する合焦状態について示す。容易にわかるようにこれら
の映像の位置は同図（ａ）の位置から同じ方向にかつ同
じシフト量ｓａずつずれる。つまり、対象が斜め方向に
ある場合その１対の映像の基準位置が上のｓａずつずれ
るだけで、両映像のかかる基準位置からのずれＳにより
合焦状態からのずれを検出できることはなんら変わらな
い。

従ってこのＴＴＬ方式の場合も、第６図の抽出手段３０
により前に説明した第４図と全く同し要領で１対の映像
データ群ＬＤと１１０から組み合わせＣｉの部分群Ｌｄ
とｌ？ｄを抽出する。第７図（ａ）と回にはこの際に抽
出手段３０により抽出される部分群ＬｄとＲｄの範囲が
便宜上映像と重ねて示されており、第４図の組み合わせ
ＣＯが同図（ａ）に１例えば組み合わせＣ２が同図（ｄ
）にそれぞれ対応する。また、第７図（ａ）と（ロ）の
両映像の基準位置のシフト量ｓａは、第４図の部分群対
しｄとＲｄの抽出位置を組み合わせＣｉごとにずらせる
前述のデータ数ａに対応する。

また、検出手段４０についても前の実施例と同じ要領で
部分群の組み合わせＣｉごとにシフト値Ｓｉを検出する
ことでよい、従ってこの実施例における抽出手段３０と
検出手段４０の動作は第５図の流れと実質的に同じであ
り、これら両手段により部分群の３個の組み合わせＣｆ
（＋・０−２）　ごとにシフト値ｓ１が検出され、組み
合わせ番号ｉの値に応じ光軸Ｌｃの方向と傾斜角度θの
２個の方向の部分視野内の対象に対する光学器械１の合
焦状態からのずれがそれぞれ検出される。

対象特定手段６０の動作も前実施例と同じであってよく
、これら３個のシフト値Ｓｔを受けて、その内の１個を
設定器６１により指定される特定基準に従って選択する
ことにより対象を特定した上で、それに対応するシフト
値Ｓを発することでよい。

しかし、撮像レンズ制御手段７０の動作は前実施例と若
干具なり、シフト値Ｓが示す合焦状態からのずれの程度
と方向に応じ撮像レンズ２をアクチュエータ５を介して
ずれを許容限度内にするようにクローズトループ制御す
る。

なお、このＴＴＬ方式の例えば−眼レフカメラやビデオ
カメラ等の光学器械では、交換レンズやズームレンズを
撮像レンズ２に用いて焦点距離を切り換えないし制御す
る場合が多い、このため、この第６図の実施例では抽出
手段３０に対して斜め方向の部分視野の傾斜角度θを指
定する設定器３２を図示のように撮像レンズ２のレンズ
系内に組み込んで、抽出手段３０に対する角度θの指定
を撮像レンズ２の焦点距離やズーム率に応じて切り換え
るのが望ましい。

以上説明した実施例に限らず、本発明は種々な態様で実
施が可能である０例えば、光学的手段とイメージセンサ
手段は実際には一律化モジュールの形で光学器械に組み
込むのが有利である。また実施例では抽出手段と検出手
段をソフトウェアとしたが、電子回路で構成してイメー
ジセンサ手段とともに専用の集積回路装置チップ内に組
み込むことももちろん可能で、この場合は映像データの
ＡＤ変換機能もこれに組み込んで全体動作の速度と精度
を高めることができる。

〔発明の効果〕

以上のとおり本発明の対象検出装置では、１対の光学的
手段により光学器械の視野内の対象から光を受けてその
１対の映像をイメージセンサ手段上に結像させて１対の
映像データ群を発生させ、抽出手段によって両映像デー
タ群から光学器械の光軸に対し任意に指定可能な傾斜角
度をもつ部分視野に対応する１対の部分群を抽出し、検
出手段により両部分群の映像データを相互に順次シフト
させながら相関を検定して最高相関が検定されたシフト
値を指定傾斜角度の部分視野内に含まれる対象の属性を
表す指標として検出するようにし、さらに三角測量方式
およびＴＴＬ方式の光学器械に対しては、光軸方向およ
び正負の指定傾斜角度方向の３個の部分視野のそれぞれ
につきシフト値を検出して、これらシフト値を三角測量
方式では各部分視野内の対象までの距離、ＴＴＬ方式で
は対象に対する光学器械の合焦状態をそれぞれ示す指標
とすることによって、次の効果を奏することができる。

（６）対象を検出すべき部分視野の傾斜角度を自由に指
定しながら部分視野ごとに対象を区別して検出でき、ま
た三角測量方式やＴＴＬ方式用では光学器械の光軸方向
と正負の可変な傾斜角度方向をもつ３個の部分視野ごと
に対象を検出できるので、視野内にある対象の見落とし
をなくし、いわゆる中抜けを防止して合焦精度を向上で
きる。

（ロ）必要に応して部分視野の視野角も任意に指定して
対象の検出精度を一層向上できる。

（Ｃ）光学器械を所望の方向に向けたままで斜め方向の
対象を検出してそれに合焦させることができるので、い
わゆるフォーカスロック機能のように所望対象に合焦さ
せた上で光学器械の向きを変える必要がなくなり、それ
に基づく手振れやシャッタチャンスの喪失の問題がなく
なる。

（ロ）実施例のように、抽出手段と検出手段の動作が三
角測量方式およびＴＴＬ方式の光学器械に対し本質的に
同じでよいので、本発明による同じ対象検出装置を両方
式に共通に適用して経済性を向上させることができる。

このように本発明は光学器械の合焦精度を向上し、その
使い勝手を改善し、かつ経済性を向上する上で著効を奏
し得るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図から第８図までが本発明に関し、第１図は本発明
による光学器械の対象検出装置の基本的な実施例を模式
的に示す構成図、第２図は本発明を構成する検出手段の
動作説明用の部分群および小部分群の模式図、第３図は
三角測量方式の光学器械に適する実施例の構成図、第４
図は本発明を構成する抽出手段の動作説明用の映像デー
タ群と部分群の模式図、第５図は抽出手段と検出手段の
動作例を示す流れ図、第６図はＴＴＬ方式の光学器械に
適する実施例の構成図、第７図（ａ）〜（ロ）は該実施
例における対象の映像のパターン図、第８図は三角測量
方式の原理を示す対象と１対の光学的手段とイメージセ
ンサ手段の関係位置図である。 第９図以降は従来技術に関し、第９図は光学器械とその
対象の関係位置図、第１０図は光学器械とその対象検出
方向を示す模式図である。 これらの図において、 １：光学器械、２：撮像レンズ、３．８＝シヤンタ、４
：フィルム、５：アクチュエータ、６：エンコーダ、７
：マイクロコンピュータ、ｌＯ：光学的手段、１１，１
２：　ｌ対の光学的手段ないしはレンズ、２０：イメー
ジセンサ手段、２１，２２　：イメージセンサ手段ない
しイメージセンサ部分、２３：ＡＤ変換器、３０：抽出
手段、３１．３２　：設定器、４０：検出手段、６０：
対象特定手段、６１：設定器、７０：撮像レンズ制御手
段、＾、＾１．＾２：対象、α：固定傾斜角、ａ：部分
群の抽出位置をずらせるデータ数、Ｃ１：部分群の組み
合わせ番号（ｉ・０−２）、Ｃｊ：小部分群の組み合わ
せ番号（ｊ・Ｏ−ｊ＠）、Ｆ：相関検定用評価関数値、
ＰＭ二評価関数の初期値、Ｆ−：最小評価関数値、ｆ＝
レンズの焦点距離、１１．Ｉｌ対象の１対の映像、ｉ一
部分群の組み合わせ番号変数、ｊ：小部分群の組み合わ
せ番号変数、ｊ−：変数ｊの最大値、Ｌｃ：光学器械の
光軸、ＬＤ：左側の映像データ群、Ｌｄ：左側の部分群
、Ｌｐ：左側の映像データ群の映像データ、Ｌｌ、Ｌ２
：互いに異なる光路ｊ！：左側の小部分群、Ｍ：映像デ
ータ群内の映像データ数、ｍ：部分群内の映像データ数
、ｎ二手部分群内の映像データ数、ｐ、ｑ：映像データ
番号変数、ｐ■：映像データ群の中央映像データ番号、
ｐｒ：部分群の基準データ番号、ｐＳ＋ＱＳ　：部分群
ないし小部分群の先頭データ番号、ｒ：右側の小部分群
、ＲＤ：右側の映像データ群、Ｒｄ＝右側の部分群、Ｒ
ｑ＝右側の映像データ群の映像データ、Ｓ＋Ｓｉ　：シ
フト値、ｓ＋ａＬｓ２　：映像のシフト量、ｓａ；映像
の基準位置のずれ量、ＳＮ：符号変数、５３０−５３８
：抽出手段の動作ステップ、Ｓ４０〜Ｓ５３：検出手段
の動作ステップ、θ：部分視野の傾斜角度、■：視野、
ｖｐ：部分視野、Ｘ：対象までの距離、であゝ、２ノ／ 護 第５図 第６図 第７肥 第８肥 第９図 第１０閲 平成 ３年 ２月　１４日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）光学器械の視野内の対象からの光を互いに異なる光
   路を介して受け該対象の映像をそれぞれ結像させる１対
   の光学的手段と、該手段による１対の映像を受けそれら
   に対応する１対の映像データ群を発生するイメージセン
   サ手段と、両映像データ群から光学器械の光軸に対し傾
   斜角度をもつ部分視野に対応する部分群をそれぞれ抽出
   する抽出手段と、該手段により抽出される１対の部分群
   内の映像データを相互に順次シフトさせながらそのつど
   相関を検定して検定結果が最高相関を示すシフト値を検
   出する検出手段とを備え、抽出手段に対し部分群対を抽
   出するための部分視野の傾斜角度を任意に指定して、そ
   の際に検出手段により検出されるシフト値をこの傾斜角
   度が指定された部分視野に含まれる対象の属性を表す指
   標として検出するようにしたことを特徴とする光学器械
   の対象検出装置。 ２）請求項１に記載の装置において、１対の光学的手段
   が相互間に所定間隔を置いて配置された１対のレンズで
   あることを特徴とする光学器械の対象検出装置。 ３）請求項１に記載の装置において、イメージセンサ手
   段が１対の光学的手段に対応して対象の映像をそれぞれ
   受けるように１対設けられることを特徴とする光学器械
   の対象検出装置。 ４）請求項１に記載の装置において、１対の光学的手段
   による対象の１対の映像が単一のイメージセンサ手段に
   より受けられることを特徴とする光学器械の対象検出装
   置。 ５）請求項１に記載の装置において、イメージセンサ手
   段により発生される映像データが複数ビット構成のディ
   ジタルデータであることを特徴とする光学器械の対象検
   出装置。 ６）請求項１に記載の装置において、抽出手段によって
   抽出される１対の部分群が互いに同じ個数の映像データ
   からなることを特徴とする光学器械の対象検出装置。 ７）光学器械の視野内の対象からの光を互いに異なる光
   路を介して受け該対象の映像をそれぞれ結像させる１対
   の光学的手段と、該手段による１対の映像を受けそれら
   に対応する１対の映像データ群を発生するイメージセン
   サ手段と、両映像データ群から光学器械の光軸方向およ
   びそれに対し正負の傾斜角度をもつ２個の方向の部分視
   野にそれぞれ対応する部分群をそれぞれ抽出して３対の
   部分群を作る抽出手段と、該手段によって抽出される部
   分群対ごとにその１対の部分群内の映像データを相互に
   順次シフトさせながらそのつど相関を検定して検定結果
   が最高相関を示すシフト値をそれぞれ検出する検出手段
   とを備え、抽出手段に対し部分群を抽出すべき部分視野
   の光学器械の光軸に対する傾斜角度を指定して、検出手
   段により３対の部分群のそれぞれについて検出されるシ
   フト値を各部分群対に対応する各部分視野内に含まれる
   対象の光学器械からの距離を示す指標としてそれぞれ検
   出するようにしたことを特徴とする光学器械の対象検出
   装置。 ８）請求項７に記載の装置において、抽出手段に対し部
   分群を抽出すべき部分視野の光学器械の光軸に対する傾
   斜角度を正負両方向に対して同じ値に指定するようにし
   たことを特徴とする光学器械の対象検出装置。 ９）光学器械の視野内の対象からの光をその撮像レンズ
   を介しかつ互いに異なる光路を経て受け該対象の映像を
   それぞれ結像させる１対の光学的手段と、該手段による
   １対の映像を受けそれらに対応する１対の映像データ群
   を発生するイメージセンサ手段と、両映像データ群から
   光学器械の光軸方向およびそれに対し正負の傾斜角度を
   もつ２個の方向の部分視野にそれぞれ対応する部分群を
   それぞれ抽出して３対の部分群を作る抽出手段と、該手
   段によって抽出される部分群対ごとにその１対の部分群
   内の映像データを相互に順次シフトさせながらそのつど
   相関を検定して検定結果が最高相関を示すシフト値をそ
   れぞれ検出する検出手段とを備え、抽出手段に対し部分
   群を抽出すべき部分視野の光学器械の光軸に対する傾斜
   角度を指定して、検出手段により３対の部分群のそれぞ
   れについて検出されるシフト値を各部分群対に対応する
   各部分視野内に含まれる対象に対する光学器械の撮像レ
   ンズの合焦状態を示す指標としてそれぞれ検出するよう
   にしたことを特徴とする光学器械の対象検出装置。 １０）請求項９に記載の装置において、抽出手段に対し
   部分群を抽出すべき部分視野の光学器械の光軸に対する
   傾斜角度を正負両方向に対して同じ値に指定するように
   したことを特徴とする光学器械の対象検出装置。 １１）請求項９に記載の装置において、抽出手段に対し
   部分群を抽出すべき部分視野の光学器械の光軸に対する
   傾斜角度を光学器械の撮像レンズの焦点距離に応じて指
   定するようにしたことを特徴とする光学器械の対象検出
   装置。 １２）請求項１１に記載の装置において、撮像レンズが
   ズームレンズであり、そのズーム率に応じ部分視野の傾
   斜角度の指定が変化するようにしたことを特徴とする光
   学器械の対象検出装置。