JPH06113187A - オートフォーカスカメラ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 オートフォーカスカメラ装置で被写体を撮像
する際に、ピントを合わせたい被写体に正確にピントを
合わせる様にする。 【構成】 被写体４を撮像装置５を介して撮像し、表示
装置１５に表示可能なオートフォーカス型のカメラ装置
１７に於いて、表示装置１５に表示される画像の所定領
域で被写体４の画像が合焦点となるフォーカスエリアを
フォーカスエリア選択装置１６で任意に選択する様に成
す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電子スチルカメラ或はビ
デオカメラ等のオートフォーカス機能を有するカメラに
係わり、特にオートフォーカスエリアが適宜選択可能な
オートフォーカスカメラ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から電子スチルカメラ或はビデオカ
メラ等でのオートフォーカス方式には種々のものが提案
されているが、その最も一般的な構成はマイクロコンピ
ュータ（以下ＣＰＵと記す）等で撮像信号の合焦点状態
を判断し、この判断結果に基づいてレンズを調整してピ
ントを合わせるＴＴＬ（Through the Lans）方式であ
る。

【０００３】これらのＴＴＬ方式の内の１つとしてデジ
タル積分方式が知られている。この方式は映像信号に含
まれる高域成分をデジタル信号に変換し、積分した後に
その最大値に合わせてレンズ系を駆動して合焦点に位置
合わせを行ってジャストフォーカスさせる様にしたもの
である。この方式はダイナミックレンジが広くピントの
合う精度の高いオートフォーカス方式である。

【０００４】一般にはビデオカメラ等で撮像素子として
ＣＣＤを用いたものでもＣＣＤ画面中では図８Ａの様に
オートフォーカス動作はＣＣＤ画枠１の略々中央にフォ
ーカスエリア２を設けて、このフォーカスエリア２の画
像データに基づいてＣＰＵでコントロールされる様に成
されている。

【０００５】又、図８Ｂに示す様に二つのフォーカスエ
リア（Ｉ）２とフォーカスエリア（II）３とに分離し、
これら二つの特性の内の一つのものを選択する様に構成
されたものも知られている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述の従来構成で説明
した図８Ａに示す様な中央部にのみフォーカスエリア２
があるものではピントを合わせたいと欲する被写体がＣ
ＣＤ画枠１の中央にない場合やピントを合わせたいと欲
する被写体がフォーカスエリア２よりも小さく、フォー
カスエリア内に種々の被写体が存在する場合等にはジャ
ストフォーカスさせ難い問題が生ずる。

【０００７】更に図８Ｂに示す様にフォーカスエリアを
フォーカスエリア（Ｉ）２及びフォーカスエリア(II)３
に分割した場合でも図８Ａで説明したと同様の問題は発
生し、ピントを合わせないと欲する被写体がＣＣＤ画枠
１内のすべてで満足出来るものが得られない問題があ
る。

【０００８】本発明は叙上の問題点を解消する様にした
オートフォーカスカメラ装置を提供するもので、その目
的とするところはＣＣＤ画枠１内のすべての領域（オー
トフォーカスエリア）で最適な合焦点位置と形状と大き
さ（パターン）を選択出来て、選択したオートフォーカ
スエリア或はパターンに正しくピント合わせが出来て常
に被写体にジャストフォーカス可能なオートフォーカス
カメラ装置が得られる様にしたものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は叙上の課題を解
決するために成されたもので、その例が図１に示されて
いる様に被写体４の画像を撮像する撮像手段５と、この
撮像手段５を介して、取り込まれた画像を表示する表示
手段１５を有するオートフォーカスカメラ装置１７に於
いて、表示手段１５に表示された画像の所定の領域で被
写体４の画像が合焦点となるフォーカスエリアを選択手
段１６で任意に選択し得る様に成したものである。

【００１０】

【作用】本発明のビューファインダカメラ装置に依れ
ば、撮像された画像を表示装置画面に表示させ、その表
示を確認しながらオートフォーカスの対象となるべきフ
ォーカスエリアの形状と大きさと位置を選択装置により
選択すると、オートフォーカス機構が選択したフォーカ
スエリア内のみの画像データを用いて合焦点を求め、そ
れによってレンズ系を駆動し、選択した領域にピントを
合致させることができるものが得られる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明のオートフォーカスカメラ装置
の一実施例を図１乃至図６について詳記する。図１は本
例のオートフォーカスカメラ装置のシステム構成図を示
すものである。

【００１２】図１に於いて、４は被写体であり、撮像装
置５はビデオカメラであればフォーカスレンズ、ズーム
レンズ、絞り等のレンズ群６を有し、このレンズ群６は
夫々フォーカスレンズ駆動装置、ズームレンズ駆動装
置、絞り駆動装置等から成るレンズ駆動装置８によって
駆動制御されてフォーカス位置調整等が行われる。これ
らレンズ群６は被写体４からの撮像光をＣＣＤ７に結像
させる。ＣＣＤ７の表面に結像された被写体４の撮像光
はデジタル積分方式であれば高域成分を帯域通過濾波器
（ＢＰＦ）で取り出し、増幅、検波されてアナログ−デ
ジタル変換器（Ａ／Ｄ変換器）１０に供給してデジタル
信号に変換するが、Ａ／Ｄ変換した後にＢＰＦ及び後述
するデジタル積分を行なう様に制御装置（ＣＰＵ）１３
で制御してもよい。このＣＰＵ１３の制御信号はスイッ
チ１２の可動接片ａ及びフレームメモリ等の画像メモリ
１１に供給されて制御が成される。

【００１３】画像メモリ１１は少なくとも現在の１フレ
ーム分の被写体画像分を格納する容量の半導体等の画像
メモリ１１を有し、好ましくは現在の被写体画像の前の
１フレーム分の画像をも格納出来る様に２フレーム分以
上のメモリ容量を有するものが選択され、この画像メモ
リ１１に格納した画像データはＶＴＲ、磁気ディスク装
置、書き込み可能な光ディスク装置、磁気テープ装置等
の画像記録装置１４に記録が可能である。勿論画像記録
装置から半導体の画像メモリ１１への記録、読み出しも
出来る様に成されている。

【００１４】画像メモリ１１に格納された画像メモリの
画像情報はスイッチ１２の一方の固定接点ｂ及び可動接
片ａを介してビューファインダとなる表示装置（ＣＲＴ
又はＬＣＤ）１５に表示される。又、スイッチ１２の他
方の固定接点ｃにはＡ／Ｄ変換器１０からの出力が供給
される。

【００１５】ＣＰＵ１３は画像メモリ１１、スイッチ１
２、ＣＣＤ駆動装置９並にレンズ駆動装置８をコントロ
ールし、フォーカスエリア選択装置１６はカメラ装置１
７に設けられたスイッチ、キー群等であっても或は表示
装置１５と一体化されたタッチパネル型の画像入力手段
であってもよい。

【００１６】このフォーカスエリア選択装置１６はユー
ザの操作を受付けて、ＣＰＵ１３がその操作に応じてＣ
ＣＤ７の画枠（実際には表示装置１５の画面内）の所定
位置にフォーカスエリアを適宜選択出来ると共に、この
フォーカスエリアを可変し得る様に成されている。

【００１７】ＣＰＵ１３内にはデジタル積分方式では積
分回路を有し、画像情報とフォーカスエリア選択装置に
よって選択されたフォーカスエリア情報に基づいてフォ
ーカス状態を計算し、この結果をレンズ駆動装置８に供
給してレンズ群６のフォーカスレンズを光軸に沿って前
後に摺動させて合焦点位置で停止させる様な制御を行
う。

【００１８】上述の構成に於けるＣＰＵ１３の動作を図
２の流れ図、図３の動作表並に図４のレンズ駆動状態説
明図に基づいて説明する。

【００１９】ＣＰＵ１３内には通常のＲＯＭ，ＲＡＭ等
を有し、これらメモリ或は別に設けたメモリ等に直前の
フレームのフォーカス評価値を格納出来る領域を確保し
て置く様にする。

【００２０】又、フォーカスエリアを適宜パターンに又
適宜位置に選択するためには上記した様にフォーカスエ
リア選択装置１６が用いられる。このフォーカスエリア
はＣＣＤ７の各画素の集合としてパターン化され、ピン
トが合うか合わないかを判別するためのデータとしてＣ
ＰＵ１３内で用いられる。この任意の画素をフォーカス
エリアの構成要素として指定するには、例えば、各領域
が１０×１０画素の大きさを持つ小領域となるように画
像の全領域を縦横に分割する。すると、フォーカスエリ
アは小領域の集合として扱うことができ、フォーカスエ
リアに含まれる小領域を例えばタッチパネルによって順
に入力することによって、任意の形状・大きさ・位置を
持つ領域をフォーカスエリアとして設定することができ
る。

【００２１】この様にフォーカスエリア選択装置１６で
所定のＣＣＤ枠内に被写体のピントを合わせたい位置に
表示装置１５をみながら、例えばタッチパネルで適宜の
大きさ、形状並に位置を指示してフォーカスエリアを決
定する。

【００２２】以下、図２のＣＰＵ１３のフローによる動
作を詳記する。前記した様にＣＰＵ１３内のメモリ内に
は直前のフレームのフォーカス評価値と図３の表に示す
様に直前のフォーカスレンズの動き状態が共に保存され
ている。

【００２３】図２の第１ステップＳＴ１で被写体４の現
在の画像をＣＣＤ７で撮像して画像メモリ１１に格納記
憶する。

【００２４】次にユーザがフォーカスエリア選択手段１
６で選択した所定形状、大きさ、並に所定位置のフォー
カスエリア内の画像データのみを用いて第２ステップＳ
Ｔ２に示す様に合焦点Ｖｃを計算する。この合焦点の計
算はどの程度ピントが合っているかの度合を示すフォー
カス評価値であり、

【００２５】例えば上述したフォーカスエリア選択装置
で選択したフォーカスエリア内にある画素の持つ輝度デ
ータを走査線の順に並べて次の様に成ったとする。

【００２６】Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３，Ｎ４，Ｎ５，‥‥Ｎ
（ｍ−２），Ｎ（ｍ−１），Ｎｍ，今、合焦点Ｖｃが画
像のコントラストの大きさの度合であるとすればＶｃは
下式で表せる。 Vc＝｜N1-N2｜+｜N2-N3｜+｜N3-N4｜+‥‥+｜N(m-2)-N(m-1)｜+｜N(m-1)-Nm｜ ‥‥(1)

【００２７】次の第３ステップＳＴ３では前回に計算し
たＣＰＵ１３内のメモリに格納しておいた合焦点Ｖｏの
フォーカス評価値と、今回計算した合焦点Ｖｃの評価値
とを比較し、この比較値に基づいて図４に示すフォーカ
スレンズ６Ａの動きを決定する。

【００２８】次の第４ステップＳＴ４でのフォーカスレ
ンズ６Ａの駆動方向は図４で光軸に対し被写体４側にフ
ォーカスレンズ６Ａを動かす方向を前方向、ＣＣＤ７側
に動かす方向を後方向とすると、合焦点の変化状態であ
るＶｏ＞Ｖｃ，Ｖｏ＝Ｖｃ，Ｖｏ＜Ｖｃに対し、直前の
フォーカスレンズの動き方向である後方向、停止、前方
向に対応して図３の表の様にフォーカスレンズ６Ａを駆
動する様にＣＰＵ１３はレンズ駆動装置８をコントロー
ルすることに成る。

【００２９】フォーカスレンズ６Ａの駆動が終了したら
ＣＰＵ１３は今回算出した合焦点ＶｃをＣＰＵ１３内の
メモリの所定領域に格納しＶｏ＝Ｖｃとすることでエン
ドに至る。

【００３０】上述の実施例ではフォーカスエリア選択装
置１６としては表示装置１５をタッチパネル構成とし、
任意の形状、大きさ並びに任意の位置にフォーカスエリ
アを設定した場合を説明したが、図５Ａ〜Ｆに示す様に
予め基本のフォーカスエリアパターンを定め、このパタ
ーンを切り換えたり、一定の規則で変形する様に構成す
ることも出来る。

【００３１】図５ＡはＣＣＤ枠１或は表示装置の画面枠
に対し、予め長方形型のフォーカスエリア１８を略中央
に定めた場合である。

【００３２】図５ＢはＣＣＤ枠１の略中央に水平なフォ
ーカスエリア１９を定めた水平型の場合であり、図５Ｃ
は楕円型のフォーカスエリア２０を定めたものである。

【００３３】同様に図５Ｄは独立した２つの長方形をＣ
ＣＤ枠１の中央に並設したフォーカスエリア２１を示
し、図５Ｅは中抜き長方形を有するロ字状部のフォーカ
スエリア２２を示し、図５Ｆはフォーカスエリア２３が
幕の様に開閉される様なものを示す。

【００３４】これらのフォーカスエリアのパターンは一
例であって、家の形状、人間の形状或は木の形状等に定
めることが出来ることは勿論である。

【００３５】この様に予めフォーカスエリア１８〜２３
のパターンを決めておき、フォーカスエリア選択装置と
して図６Ａ，Ｂに示す様なフォーカスエリア選択手段１
６をカメラ装置１７の所定位置に設ける。

【００３６】図６Ａは表示装置１５の画面２４上に各種
操作キー群２５，２６，２７が表示される様に成され、
これらをカーソル等で選択することで図５に示した各パ
ターンの１つが順次選択可能なパターン選択キー２５、
同じく、図５Ａ，図５Ｃ，図５Ｄ，図５Ｅ等の各パター
ンが図５Ｃの点線の様に拡大或は縮小される拡大、縮小
キー２６、各パターンを上下左右に図５Ａ，図５Ｂ，図
５Ｄ，図５Ｆの１点鎖線の様に増大、減少させる左右上
下キー２７から成るものでこれらの操作によってフォー
カスエリアの形状、位置、大きさを比較的容易に変形さ
せることが可能となる。

【００３７】図６Ｂの場合はカメラ装置１７の所定位置
に上述の各キー２５，２６，２７を設けたものである２
９は同じくパターンの変形を行うもので回転キーで例え
ば図５Ｃの楕円を９０°回転させて縦長の楕円とするこ
とが出来る様なキーである。

【００３８】上述の各実施例では表示画面或はＣＣＤ枠
中の所定位置或は所定の形状にフォーカスエリアを適宜
ユーザが指定したり、特定のパターンに基づいてパター
ンを変形して所定位置或は所定大きさのフォーカスエリ
アを指定する方法を説明したが被写体４の撮像時の撮像
条件で例えば照明が暗くてレンズの絞りが大きく開いて
いる場合や、ズームレンズ等が望遠側にセットされてい
る時には被写界深度が浅くなってピントの合う範囲が狭
くなるのでフォーカスエリアを自動的に狭くし、逆に明
るい被写体で絞りが絞り込まれた場合又はレンズをワイ
ドにセットした時には被写界深度が深くなるのでこの場
合はフォーカスエリアを自動的に広くする様に成すこと
が出来る。

【００３９】このように被写体の明るさに応じてフォー
カスエリアの大きさやパターンを自動的に選択するには
図７の様に例えば撮像装置５のレンズ群６とＣＣＤ７間
に設けられた絞り３０の絞り状態をホール素子３１でピ
ックアップし、このピックアップ出力をホールアンプ３
２に通してアンプした後にＡ／Ｄ変換器３３でデジタル
化してＣＰＵ１３内に供給し、例えば撮像状態に応じて
狭広に設定されたデジタルＢＰＦを切り換える様にする
ことが出来る。この様にすれば明るさに応じたフォーカ
スエリアが選択可能と成る。

【００４０】又、フォーカスエリアとして輝度の最も大
きい領域をリアルタイムに変化させることで時間の経過
に従って、フォーカスエリアを自動的に変化させる様に
してもよい。

【００４１】以上説明したように、本発明によれば、フ
ォーカスエリアを自由に変えられるので、以下のような
効果が得られる。ピントを合せたいと欲する被写体が画
面の中央にない場合や、ピントを合せたいと欲する被写
体がフォーカスエリアよりも小さくて、フォーカスエリ
ア内にさまざまな被写体が混在する場合などに、カメラ
のアングルを変えることなく、ピントを合わせ様とする
被写体に応じてフォーカスエリアを変えることにより、
被写体に正確にピントを合わせることが可能となる。

【００４２】

【発明の効果】本発明によれば、入力された画像を画面
に表示させ、その表示を確認しながらオートフォーカス
の対象となるべき領域（フォーカスエリア）を選択装置
により選択し、オートフォーカス機構が選択したフォー
カスエリア内のみの画像データを用いて合焦点を求め、
それによってレンズ系を駆動する様にしたので、選択し
た領域にピントを正しく合致させることができるオート
フォーカスカメラ装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のオートフォーカスカメラ装置のシステ
ム構成図である。

【図２】本発明の制御装置の動作を示す流れ図である。

【図３】本発明のオートフォーカスカメラ装置の制御装
置の直前の合焦点の動きと合焦点の変化から次のレンズ
の動作方向を定める表である。

【図４】本発明のオートフォーカスカメラ装置のレンズ
駆動状態説明図である。

【図５】本発明のオートフォーカスカメラ装置のフォー
カスエリアの各種パターンを示す図である。

【図６】本発明のオートフォーカスカメラ装置のフォー
カスエリア選択装置の例を示す図である。

【図７】本発明のオートフォーカスカメラ装置の他のシ
ステム構成図である。

【図８】従来のオートフォーカスカメラ装置のオートフ
ォーカス画面の説明図である。

【符号の説明】

１ ＣＣＤ枠 ２，３，１８，１９，２０，２１，２２，２３ フォー
カスエリア ６ レンズ群 ７ ＣＣＤ ８ レンズ駆動装置 １１ 画像メモリ １３ ＣＰＵ（制御装置） １６ オートフォーカス選択装置

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被写体の画像を撮像する撮像手段と該撮
   像手段を介して取り込まれた画像を表示する表示手段を
   有するオートフォーカスカメラ装置に於いて、 上記表示手段に表示された画像の所定の領域で上記被写
   体の画像が合焦点となるフォーカスエリアを選択手段で
   任意に選択し得る様に成したことを特徴とするオートフ
   ォーカスカメラ装置。
2. 【請求項２】 前記フォーカスエリアの任意の複数のパ
   ターンを予め定め、これら複数のパターンを選択手段で
   選択して、フォーカスエリアを選択して成ることを特徴
   とする請求項１記載のオートフォーカスカメラ装置。
3. 【請求項３】 前記表示手段に表示された撮像画像をみ
   て、所定位置を該撮像画像位置で指示して任意のオート
   フォーカスエリアを選択して成ることを特徴とする請求
   項１記載のオートフォーカスカメラ装置。
4. 【請求項４】 前記撮像手段はＣＣＤから構成され、前
   記フォーカスエリアはＣＣＤ画素の所定パターンから成
   ることを特徴とする請求項１及び２並に３記載のオート
   フォーカスカメラ装置。