JP4018218B2 - 光学装置及び測距点選択方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、オ−トフォ−カスカメラや監視カメラなどの自動焦点調節機能を有する光学装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
複数の方向に存在する物体までの距離を光学的に測定する技術が知られている。その一つに特公平４−６７６０７がある。これらの技術を利用して被写界に存在する物体までの距離分布情報を得た後、物体の距離分布情報に基づき被写界中の主被写体の存在領域を推測する技術も多数開示されている。
【０００３】
以下に、従来行われている典型的な主被写体領域推測方法について図１５を参照して説明する。
【０００４】
まず、図１５（ａ）に示すシ−ンを、所定距離おいてカメラなどの光学装置内に設置されたＣＣＤなどの1対の撮像素子を用いて撮影する。一対の撮像素子により得られる互いに視差を有する２つの画像を、それぞれＭ×ｎ個のブロックに分割する。一方の撮像素子で撮影した画像中のあるブロック内の信号と、他方の撮像素子で撮影した画像中の対応するブロック内の信号との間で公知の相関演算を行うと、三角測量の原理によりこのブロック内の物体までの距離やデフォ−カス量を求めることができる。この相関演算をすべてのブロックに対して行うことにより、図１５（ｂ）に示すようなＭ×ｎブロックからなる距離分布情報を得ることができる。なお、図１５（ｂ）に示す数字は距離値またはデフォ−カス値を示す。また、図中の空白のブロックは画像信号のコントラスト不足などで、相関演算結果の信頼性が低いと判断されたブロックである。
【０００５】
つぎに被写界を構成する各物体を画面上で分離するために、領域分割（グル−ピング）を行う。グル−ピングが行われると前述のＭ×ｎブロックからなる被写界空間は、図１５（ｃ）のように物体ごとに領域分割される。なお、図中の斜線部分は、図１５（ｂ）の空白ブロックに対応する部分で、画像信号のコントラスト不足などで相関演算結果の信頼性が低いと判断された領域である。
【０００６】
領域分割（グル−ピング）の手法として、それぞれのブロックと、これに隣接するブロックの類似度、具体的には図１５（ｂ）に示されている値を比較して、類似度が高ければ同一物体、類似度が低ければ別の物体と判断する方法がある。なお、本従来例のように画像が比較的荒いブロックに分割されている場合には、グルーピングを行う際に用いられる情報（距離分布デ−タ）は単純に距離値やデフォ−カス値などであるが、ブロックが微細に分割されており緻密な距離分布デ−タを得ることができる場合には、面の法線ベクトルであることが多い。
【０００７】
例えば、図１５（ｂ）の各ブロックの距離値に対して、そのブロックに隣接するブロックの距離値を比較してこの距離の差が所定のしきい値以内であれば「２つのブロックを構成する物体は同一物体を形成する」と判断し、逆に距離の差が所定のしきい値より大きければ「２つのブロックを構成する物体は別物体である」と判断する。すべてのブロックについてその隣接関係にあるブロックとの間で前述の判断を行なうことで画面全体を物体毎に領域分けすることができ、分割された各領域は一つの物体を表わすグル−プとして扱うことができる。
【０００８】
次に、画像内の各領域（各グル−プ）の特性を評価して、すべてのグル−プの中から主被写体を表わすグル−プを決定する。
【０００９】
例えば図１５（ｃ）の場合、図示したＧＲ１〜ＧＲ７の各グル−プすべてについて、領域内の物体までの平均的な距離や、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、それらを総合評価して主被写体と考えられる領域を判断する。例えば、数１に示すような主被写体度評価関数を用いて主被写体度を算出し、その値を評価する。
【００１０】
【数１】
【００１１】
（主被写体度）=Ｗ１×（幅）×（高さ）＋Ｗ２／（画面中心からの距離）＋Ｗ３／（平均距離）
数１に於いて、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におけるカメラから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領域を主被写体領域として判断する。
【００１２】
そして主被写体領域として判断された領域に焦点が合うように、主被写体領域内の距離情報に基づいて一つの焦点調節距離を決定した後、レンズを駆動して焦点を合わせる。
【００１３】
このように、従来の焦点調節装置の機能では、上記のような情報に基づいて一つの主被写体領域を自動決定し、その結果に従って焦点調節を行っていた。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが撮影シ−ンは多様であり、主被写体となる対象は様々であるため、上述の主被写体判断方法では撮影者が本来意図した被写体が必ずしも正確に主被写体として判断されるとは限らない。
【００１５】
更に、ＣＣＤの画素数の増加に伴う測距点や領域の増加はますます主被写体判断を複雑にし、完全に自動的に主被写体の部分に焦点を合わせることを困難にしていく。しかし完全手動による主被写体の選択は操作が煩雑になるだけであるため、自動と手動の高次元での相互補完が実現することが望ましい。
【００１６】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、撮影者の本来意図する被写体を正確に設定し、設定した被写体について焦点調節を行うことのできる光学装置および測距点選択方法を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明による光学装置は、撮像された画像から被写体領域を検出する検出手段と、前記検出手段によって検出された被写体領域が複数ある場合には、該複数の被写体領域の内、１つの被写体領域を主被写体領域として決定する決定手段と、前記決定手段により決定された主被写体領域を、撮影者が他の被写体領域に変更するための操作手段と、前記操作手段による操作に応じて、前記検出された複数の被写体領域の内、主被写体領域に対応する被写体の位置に対して当該光学装置から次に遠い位置にある被写体に対応する被写体領域または次に近い位置にある被写体に対応する被写体領域に主被写体領域を変更する変更手段と、主被写体領域に焦点を合わせる焦点調節手段とを有する。
【００２２】
また、好ましくは前記決定手段は、自動的に主被写体領域を決定する。
【００２３】
また、本発明の光学装置における測距点選択方法は、撮像された画像から被写体領域を検出する検出工程と、前記検出工程で検出された被写体領域が複数ある場合には、該複数の被写体領域の内、１つの被写体領域を主被写体領域として決定する決定工程と、前記決定手段で決定された主被写体領域を、撮影者が他の被写体領域に変更する指示を入力する入力工程と、前記入力工程における指示に基づいて、前記検出された複数の被写体領域の内、主被写体領域に対応する被写体の位置に対して当該光学装置から次に遠い位置にある被写体に対応する被写体領域または次に近い位置にある被写体に対応する被写体領域に主被写体領域を変更する変更工程と、主被写体領域に焦点を合わせる焦点調節工程とを有する。
【００３０】
上記構成によれば、自動的に設定された主被写体領域を撮影者が確認し、その領域が撮影者の意図にそぐわない場合には所定の操作部材を操作することにより、主被写体領域を任意の領域に変更をする事が可能となる。これにより、撮影者の意図に即した焦点調節を簡易に行うことができる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下に発明の実施の形態を示す。
【００３２】
（第１の実施形態）
自動焦点調節カメラにおける測距点選択機能を例に、主被写体領域自動選択結果に対して一軸の回転操作部材（いわゆるダイヤル）を用いて任意に主被写体領域を変更可能なシステムについて説明する。
【００３３】
図１は本発明における第１の実施形態であるカメラの基本構成要素のブロック図である。図中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部、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部、５３は５２で自動に決定された主被写体領域を手動の入力に従って変更する主被写体領域変更部、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を決定する焦点調節距離決定部、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回路である。５７の点線は、実際にはコンピュ−タのＣＰＵおよびＲＡＭとＲＯＭで具現化される領域を表わしている。この中で距離分布測定部５１はコンピュ−タと測定用光学系から、そして主被写体領域変更部５３はコンピュ−タと操作部材から具現化されることから、点線上に示している。
【００３４】
以下に、この距離分布測定に用いられる光学系の構成について説明する。
【００３５】
図２は、被写界の距離を検出するための、カメラの光学構成要素の配置図である。図中１は撮影レンズ、８はフィ−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。エリアセンサ１０の２つの撮像画面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−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。エリアセンサ１０は撮影レンズ１について撮影フィルム面の光学的共役面に位置しており、撮像画面１０ａ、１０ｂには各々撮影する画像全体またはその一部が結像されるように構成されている。
【００３６】
図３は図２に示した検出光学系をカメラに適用した場合のレイアウトを示したものである。図中６はクイックリタ−ンミラ−、１８はペンタプリズム、１９は分割プリズム、２０は反射ミラ−である。他の参照番号は図２と同様である。
【００３７】
また、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。
【００３８】
以上の様な構成により所定の視差を有する２つの画像が得られる。
【００３９】
なお、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。
【００４０】
図５は、上記の光学系を有するカメラの具体的な構成の一例を示す回路図である。先ず各部の構成について説明する。
【００４１】
図５に於いて、ＰＲＳはカメラ内制御回路で、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−タである。カメラ内制御回路ＰＲＳはＲＯＭに格納されたカメラのシ−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、フィルムの巻き上げ・巻き戻し等のカメラの一連の動作を行っている。そのために、カメラ内制御回路ＰＲＳは通信用信号ＳＯ、ＳＩ、同期クロックＳＣＬＫ、通信選択信号ＣＬＣＭ、ＣＤＤＲ、ＣＩＣＣを用いて、カメラ本体内の各回路およ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の動作を制御する。
【００４２】
ＳＯはカメラ内制御回路ＰＲＳから出力されるデ−タ信号、ＳＩはカメラ内制御回路ＰＲＳに入力されるデ−タ信号、同期クロックＳＣＬＫは信号ＳＯ、ＳＩのための同期クロックである。
【００４３】
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、カメラ内制御回路ＰＲＳからの選択信号ＣＬＣＭが高電位レベル（以下、「Ｈ」と略記し、低電位レベルは「Ｌ」と略記する）のときには、カメラとレンズ間の通信バッファとなる。
【００４４】
カメラ内制御回路ＰＲＳが選択信号ＣＬＣＭを「Ｈ」にして、同期クロックＳＣＬＫに同期して所定のデ−タＳＯを送出すると、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、同期クロックＳＣＬＫ、デ−タ信号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ＳＩを出力し、カメラ内制御回路ＰＲＳは同期クロックＳＣＬＫに同期してレンズのデ−タＳＩを入力する。
【００４５】
ＤＤＲは各種のスイッチＳＷＳの検知および表示用回路であり、信号ＣＤＤＲが「Ｈ」のとき選択され、データ信号ＳＯ、ＳＩ、同期クロックＳＣＬＫを用いてカメラ内制御回路ＰＲＳから制御される。即ち、カメラ内制御回路ＰＲＳから送られてくるデ−タに基づいてカメラの表示部ＤＳＰの表示を切り替えたり、カメラの各種操作部材のオン・オフ状態を通信によってカメラ内制御回路ＰＲＳに報知する。本実施形態における主被写体領域変更部５３の回転操作部の状態もここで検知される。
【００４６】
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。
【００４７】
ＳＷ１、ＳＷ２は不図示のレリ−ズボタンに連動したスイッチで、レリ−ズボタンの第一段階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。カメラ内制御回路ＰＲＳはスイッチＳＷ１オンで測光、自動焦点調節を行い、スイッチＳＷ２オンをトリガとして露出制御とその後のフィルムの巻き上げを行う。
【００４８】
なお、スイッチＳＷ２はマイクロコンピュ−タであるカメラ内制御回路ＰＲＳの「割り込み入力端子」に接続され、スイッチＳＷ１オン時のプログラム実行中でもスイッチＳＷ２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。
【００４９】
ＭＴＲ１はフィルム給送用、また、ＭＴＲ２はミラ−アップ・ダウンおよびシャッタばねチャ−ジ用のモ−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。カメラ内制御回路ＰＲＳからＭＤＲ１、ＭＤＲ２に入力されている信号Ｍ１Ｆ、Ｍ１Ｒ、Ｍ２Ｆ、Ｍ２Ｒはモ−タ制御用の信号である。
【００５０】
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、カメラ内制御回路ＰＲＳによりシャッタ制御が行われる。なお、モ−タ−駆動回路ＭＤＲ１、ＭＤＲ２、シャッタ制御は、本発明と直接関わりがないので、詳しい説明は省略する。
【００５１】
レンズ内制御回路ＬＰＲＳにバッファ信号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−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。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−タ（開放Ｆナンバ、焦点距離、デフォ−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。
【００５２】
本実施の形態では、ズ−ムレンズを用いた例を示しており、カメラから焦点調節の命令が送られた場合には、レンズ内制御回路ＬＰＲＳは同時に送られてくる駆動量および駆動方向に従って焦点調節用モ−タＬＴＭＲを駆動する信号ＬＭＦ、ＬＭＲを発生し、これにより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に設けられた所定のパタ−ンをエンコ−ダ回路ＥＮＣＦがフォトカプラ−にて検出し、移動量に応じた数のパルス信号ＳＥＮＣＦを出力する。このパルス信号ＳＥＮＣＦをレンズ内制御回路ＬＰＲＳ内のカウンタ（不図示）で計数することにより光学系が監視されており、所定の移動が完了した時点でレンズ内制御回路ＬＰＲＳ自身が信号ＬＭＦ、ＬＭＲを「Ｌ」にしてモ−タＬＭＴＲを制動する。
【００５３】
このため、一旦カメラから焦点調節の命令を送った後は、カメラ内制御回路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、レンズ内制御回路ＬＰＲＳは、カメラからの要求に応じて、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。
【００５４】
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−タＤＭＴＲを駆動する。なお、ステッピング・モ−タは手動制御が可能なため、動作をモニタするためのエンコ−ダを必要としない。
【００５５】
ＥＮＣＺはズ−ム光学系に付随したエンコ−ダ回路であり、レンズ内制御回路ＬＰＲＳはエンコ−ダ回路ＥＮＣＺからの信号ＳＥＮＣＺを入力してズ−ム位置を検出する。レンズ内制御回路ＬＰＲＳ内には各ズ−ム位置におけるレンズ・パラメ−タが格納されており、カメラ内制御回路ＰＲＳから要求があった場合には、現在のズ−ム位置に対応したパラメ−タをカメラに送出する。
【００５６】
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を含むエリアセンサ部であり、信号ＣＩＣＣが「Ｈ」のとき選択されて、データ信号ＳＯ、ＳＩ、同期クロックＳＣＬＫを用いてカメラ内制御回路ＰＲＳから制御される。
【００５７】
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、カメラ内制御回路ＰＲＳからの信号に基づいてエリアセンサ部ＩＣＣ内の駆動回路によりセンサ制御信号が生成される。センサ出力はエリアセンサからの読み出し後増幅され、出力信号ＩＭＡＧＥとしてカメラ内制御回路ＰＲＳのアナログ入力端子に入力される。カメラ内制御回路ＰＲＳは同信号をＡ／Ｄ変換後、そのデジタル値をＲＡＭ上の所定のアドレスへ順次格納してゆく。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。
【００５８】
ＤＬは回転操作部材であり、後述する主被写体領域を変更するための方向を指示するために使用される。また、ＤＬＳは、回転操作部材ＤＬの回転方向を検出するセンサであり、検出した方向を示す信号ＲＴＤＲをカメラ内制御回路ＰＲＳへ出力する。
【００５９】
なお、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。
【００６０】
以下に以上のような構成を持つカメラにおける詳しい動作と全体の処理の流れを図６から図１２を参照して説明する。
【００６１】
まず図６において、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Ｓ１００において撮影処理が開始される。
【００６２】
次にステップＳ１０１において、距離分布測定部５１により被写界の距離分布を測定するサブル−チンが呼び出される。
【００６３】
図７は距離分布の測定処理を示すフロ−チャ−トである。
【００６４】
図７のステップＳ２０１では、エリアセンサから画像の取り込みを行う。画像の取り込みは次のように実施される。まず、エリアセンサのリセットを行う。具体的には、制御信号φＶ、φＨ、φＲをカメラ内制御回路ＰＲＳにて同時に一定時間「Ｈ」にすることで、残留電荷をドレインすることによりリセット動作を行う。
【００６５】
次にカメラ内制御回路ＰＲＳから蓄積開始命令を送り蓄積を開始し、一定時間経過後、蓄積終了する。
【００６６】
そして、制御信号φＶ、φＨを駆動してエリアセンサからの出力ＩＭＡＧＥを順次読み出し、カメラ内制御回路ＰＲＳにてＡ／Ｄ変換してＲＡＭに格納する。これにより、ステップＳ２０１のエリアセンサからの画像の取り込みが完了する。
【００６７】
二つのエリアセンサからの出力データはＲＡＭ上の所定領域にＩＭＧ１、ＩＭＧ２として格納される。
【００６８】
つぎにステップＳ２０２以降に於いて２つのエリアセンサから得られたそれぞれの画像をＭ×ｎブロック（Ｍ、ｎは１以上の正数）に分割し、デフォ−カス分布情報（デフォ−カスマップ）の作成が行われる。
【００６９】
まずステップＳ２０２では、ブロックを指示する変数ｘ、ｙが初期化される。次にステップＳ２０３に於いてブロックＢ（ｘ，ｙ）内での距離演算に必要な分の輝度信号（即ち、片方のエリアセンサから得られた該当するブロック内分の輝度信号）がＲＡＭ上の画像デ−タＩＭＧ１の中から抽出され、ＲＡＭ上の所定アドレスＡにコピ−される。
【００７０】
次にステップＳ２０４に於いてブロックＢ（ｘ，ｙ）内での距離演算に必要な分の輝度信号が、もう一方の画像データＩＭＧ２の中から抽出され、ＲＡＭ上の所定アドレスＢにコピ−される。
【００７１】
ステップＳ２０５に於いて、アドレスＡとアドレスＢに記録された輝度信号（輝度分布信号）に対して公知の相関演算ＣＯＲ（Ａ，Ｂ）が実施され、二つの輝度分布のずれ量が算出される。
【００７２】
つぎにステップＳ２０６に於いて、ステップＳ２０５で得られた輝度分布のずれ量に基づいて距離値またはデフォーカス量を公知の関数Ｆ（）により算出し、ＲＡＭ上の距離分布記録用に確保された所定のアドレスＤ（ｘ，ｙ）に格納される。
【００７３】
ステップＳ２０７に於いて、ｘの値を一つ増加して、処理対象を隣接ブロックに移す。
【００７４】
ステップＳ２０８に於いてｘと、ｘ方向の分割数Ｍとの比較が行われる。ステップＳ２０８に於いてｘ＜Ｍであると判定された場合はステップＳ２０３に戻り、ｘ方向の隣のブロックに対して前述と同様に距離値またはデフォーカス量の演算と格納が行われる。また、ステップＳ２０８に於いてｘはＭ以上であると判定された場合はステップＳ２０９に移り、ｘを初期化し、ｙを１増加する。
【００７５】
ステップＳ２１０では、ｙと、ｙ方向の分割数ｎとを比較し、ｙ＜nであると判定されたとき再びステップＳ２０３に戻りつぎのブロック列に対する演算が開始される。逆に、ｙはｎ以上であると判定されたとき、ステップＳ２１１にてすべてのブロックに対する距離演算が完了となり、距離分布作成サブル−チンは終了して、図６のステップＳ１０１を終了する。
【００７６】
次に、ステップＳ１０２に於いて主被写体領域検出部５２により主被写体領域の検出サブル−チンが呼び出される。主被写体領域検出サブル−チンの処理内容を図８を用いて説明する。
【００７７】
図８のステップＳ３０１において、被写界を構成する各物体（グル−プ）毎に番号付けが行われる。
【００７８】
例えば図１１のように、画面の左上のブロックから図中の矢印のようにラスタ・スキャンしながらグループ分けを行う場合、注目ブロックＢ（ｘ，ｙ）の上のブロックＢ（ｘ，ｙ−１）と、左ブロックＢ（ｘ―１，ｙ）との間で、同じグル−プかどうかの判断を行えば、最終的にすべての隣接ブロック間で同一グループに属するかどうかの判断を行うことができる。このとき、画面の最上辺（ｙ＝０）と最左辺（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、判断の結果はＲＡＭに確保されたアドレスＧ（０，０）〜Ｇ（Ｍ−１，n−１）に記録する。まず、（ｘ，ｙ）＝（０，０） のブロックはグル−プ番号ｇ＝１として登録して、領域が異なるグル−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−プ番号とする。この処理により例えば図１２（ａ）のような撮影シ−ンは、図１２（ｂ）のように各ブロックに対して各グル−プ毎に番号が与えられる。
【００７９】
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−チャ−トは省略する。また、各ブロック間で同一グループに属するかどうかの判断方法に関しては、「特願平０８−３２５３２７」等に詳しく開示されているのでここでは省略する。
【００８０】
次に、ステップＳ３０２では、ステップＳ３０１で検出されたグループの数を変数Ｇｎｕｍに設定する。
【００８１】
ステップＳ３０３以降では、撮影空間を構成する各グル−プの特性を評価し、得られた特性に基づいてすべてのグル−プの中から主被写体を表わすグル−プを決定する。まずステップＳ３０３において、演算対象のグル−プを表わす変数Ｇｃｕｒを１に設定する。
【００８２】
次にステップＳ３０４ではグル−プ番号Ｇｃｕｒとしてグループ分けされたブロック全体の主被写体度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断する。例えば、主被写体度を評価するための関数Ｓ（Ｇｃｕｒ）としては先述した数１が考えられる。
【００８３】
ステップＳ３０５ではＧｃｕｒの値を一つ増やし、演算対象を次のグル−プに移す。
ステップＳ３０６ではＧｃｕｒとＧｎｕｍの値を比較し、全てのグル−プに対して演算が終了したかどうかチェックする。Ｇｃｕｒ≦Ｇｎｕｍであれば、全てのグル−プに対する演算が終了していないのでステップＳ３０４に戻り、Ｇｃｕｒ＞Ｇｎｕｍであれば、ステップＳ３０７に移る。
【００８４】
ステップＳ３０７では、演算して求め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−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−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ブロック領域が主被写体領域を表わしていると判断されることになる。
【００８５】
ステップＳ３０８で主被写体領域検出処理が終了し、図６のステップＳ１０２が完了する。
【００８６】
次に図６のステップＳ１０３へ進み、焦点距離決定部５４により焦点調節距離決定処理が実行される。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−チンを実行する。以下、焦点調節距離決定処理を図９を参照して説明する。
【００８７】
図９のステップＳ４０１においては、ステップＳ１０２で主被写体領域に検出されたグル−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、主被写体領域検出処理の結果に従った領域設定が行われる事になる。
【００８８】
続くステップＳ４０２ではステップＳ１０２で設定した主被写体領域内の情報から、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することとし、領域内の被写体までの最至近距離を求める。
【００８９】
そして、ステップＳ４０３で上記最至近距離を最終的な焦点調節距離として設定し、焦点調節距離決定処理を終了し、図６の処理に戻る。
【００９０】
以上のような図６におけるステップＳ１０１〜Ｓ１０３のカメラ内制御回路ＰＲＳ内での演算を経て、ステップＳ１０４で、先のステップＳ１０３で決定した距離に焦点が合うようにカメラ内制御回路ＰＲＳからレンズに対して焦点調節の命令が送られ、レンズ内制御回路ＬＰＲＳがモ−タＬＭＴＲを制御して現在設定されている主被写体への焦点調節が完了する。
【００９１】
次のステップＳ１０５では現在の焦点調節状態が適切であるか否か、即ち、設定されている主被写体領域が、撮影者が意図する主被写体を含む領域であるか否かを確認する。本第1の実施形態では、主被写体領域変更部の回転操作部材あるいは撮影開始となるレリ−ズボタンのスイッチＳＷ２スイッチの状態検知により、撮影者が設定領域を変更したいかどうかを調べている。即ち、レリ−ズボタンのスイッチＳＷ２が押される前に主被写体領域変更部の回転操作部材が操作されたならば、撮影者が主被写体領域の設定を変更したいものと判断し、一方、そのままスイッチＳＷ２が押されたならば現在の設定で満足したものと判断する。
【００９２】
まず、主被写体領域を変更しない場合は、続くステップＳ１０７でカメラ内制御回路ＰＲＳよりシャッタ先幕・後幕走行開始用ＭＧ１、ＭＧ２に対して、信号ＳＭＧ１、ＳＭＧ２が適切な時間間隔で発生し、露光動作が行われ撮影が完了することとなる。
【００９３】
一方、ステップＳ１０５にて主被写体領域の設定の変更が要求された場合は、ステップＳ１０６にて主被写体領域選択処理を行う。
【００９４】
この主被写体領域選択処理の動作を図１０を用いて説明する。
【００９５】
上記のようにステップＳ１０５で主被写体領域の変更が要求された場合、即ち回転操作部材が操作されたならば、ステップＳ５０１でその回転方向を検出する。本実施形態では、現在設定されている主被写体領域から変更したい被写体領域への被写界内での移動方向をそのまま一軸の回転操作部材ＤＬ（いわゆるダイヤル）で入力するシステムを採用しており、上記検出結果に従って、左方向ならステップＳ５０２へ、右方向ならステップＳ５０３へと移行する。
【００９６】
ステップＳ５０２またはステップＳ５０３では、ステップＳ５０１で検出された回転方向に従い主被写体領域を現在設定されている領域に対して被写界内でそれぞれ左、右に位置する被写体領域を新たな主被写体領域とし、主被写体領域選択を終了する。
【００９７】
上記のようにステップＳ１０６において手動による主被写体領域選択が行われると、再びステップＳ１０３に戻り、現在の主被写体領域から焦点調節すべき距離を決定し、ステップＳ１０４でレンズを駆動し、再びステップＳ１０５にて主被写体領域を変更するか否かを検出し、検出結果に応じて上述のステップＳ１０６における露光処理またはＳ１０７における主被写体領域選択の処理を行う。
【００９８】
以上ステップＳ５０１からの一連の主被写体領域の変更動作を図１２Ａの撮影シ−ンを例にとって説明する。最初自動的に図１２Ｂのグル−プナンバ−３の被写体領域が選択されていた場合、ステップＳ５０１にてダイヤルの右方向回転が検出されたならば、新たな主被写体領域は同図のグル−プナンバ−４となり、この領域に対しての焦点調節が行われる。再びステップＳ５０１でダイヤルの右方向回転が検出されたならば、今度は同図グル−プナンバ−６の被写体領域が新たな主被写体領域として選択、設定される事となる。
【００９９】
なお、どの領域が現在主被写体領域として設定されているかを示すためには、主被写体領域に選択されている領域、つまり、同じグループナンバーを有する領域を線で囲い、ファインダー画面に表示する。また、領域の中心付近にマークを表示しても良い。
【０１００】
撮影者は、自分の意図する被写体にピントが合った時点でレリ−ズスイッチをスイッチＳＷ２がオンするまで押し込む事で意図した通りの撮影が可能となる。
【０１０１】
以上説明した第1の実施形態においては、入力手段として一軸の回転操作部材一個を想定していた。しかし本発明はこれに限らず、例えば回転軸が直交する一軸の回転操作部材を二個用いて、回転検出方向を４方向（例えば上下左右）としたり、回転操作部材の代わりにスライド式の方向指示手段を用いることも可能である。あるいはトラックボ−ルのごとき多方向に自由に回転する操作部材を用いても良く、その場合操作性の向上を図ることができる。
【０１０２】
また、操作部材により主被写体領域の位置を指定するのではなく、優先順位、即ち先述した評価関数の結果である主被写体度Ｓ（１）〜Ｓ（Ｇｎｕｍ）の値により、例えばソート処理を行って順位を決定し、主被写体度の高い被写体から低い被写体に主被写体領域を変更するようにしても良い。指示部材として一軸の回転操作部材が一つのみ用いられている場合は、むしろこの方が指示しやすいシステムとなる。
【０１０３】
（第２の実施形態）
次に本発明の第２の実施形態として、前記操作部材がカメラなどの光学装置の撮影光学系の焦点調節部材である例について説明する。
【０１０４】
この第２の実施形態においては、光学装置の撮影光学系の焦点調節が自動設定であっても手動が可能なシステム、いわゆるフルタイムマニュアルが前提となる。カメラとしての基本構成は第１の実施形態と同じであるので、説明に必要な構成要素のみを重点的に述べていく。
【０１０５】
図１３は本発明第２の実施形態であるカメラの基本構成要素のブロック図である。図中５１、５２、５４、５５の各構成要素は図１のものと同じである。主被写体領域変更部６３は、操作部材の機能をレンズ駆動回路６６に移行しているため、レンズ駆動回路６６から主被写体領域変更部６３へ信号の流れ（具体的には撮影距離調節部材の移動方向）が加わり、主被写体領域変更部６３がコンピュ−タのＣＰＵおよびＲＡＭとＲＯＭで具現化される領域である６７の点線内に示されている。
【０１０６】
なお、実際の上記レンズ駆動回路６６から主被写体領域変更部６３へ信号の流れは、焦点調節距離決定部５４を介して行った方がシステム的にはすっきりしたものとなる。
【０１０７】
図１４は本発明第２の実施形態における主被写体領域選択処理のフロ−チャ−トである。
【０１０８】
図１０との違いは、ステップＳ６０１にて焦点調節部材の移動方向（通常の回転型操作系ならば左右の回転方向となる）を判断し、前側（カメラに近づく方向）か後側（カメラから遠ざかる方向）によってステップＳ６０３かステップＳ６０２において主被写体領域を現在のものからよりそれぞれの奥行き方向に存在する領域へ変更している点である。
【０１０９】
即ち、撮影者が現在焦点の合わされている被写体よりも前あるいは後ろに存在する被写体に対して焦点を合わせて欲しいと思ったならば、その方向に撮影光学系の焦点調節部材を移動させれば、後は自動的に焦点が合わされる被写体領域が変更されるわけである。
【０１１０】
第１の実施形態と同様に、一連の主被写体領域の変更動作を図１２の（ａ）の撮影シ−ンで説明するならば、最初自動的に同図（ｂ）のグル−プナンバ−３の被写体領域が選択されていた場合、ステップＳ６０１にて撮影レンズの距離調節部材の後側への移動が検出されたならば、グループナンバー３の領域の次に遠方に存在する被写体を含む領域を、図６のステップＳ１０１により検出された距離値またはデフォーカス値に基づいて決定する。この場合、グル−プナンバ−４の領域が新たな主被写体領域として選択され、この領域に対しての焦点調節が行われる。更に、再びステップＳ６０１で同様な距離調整部材の操作が検出されたならば、今度はグループナンバー４の領域の次に遠方に存在する被写体を含む領域、この場合はグル−プナンバ−６の被写体領域が新たな主被写体領域として選択、設定される事となる。
【０１１１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明にかかる第１及び第２の実施形態によれば、自動的に設定された主被写体領域を撮影者が確認し、その領域が撮影者の意図にそぐわない場合には所定の操作部材を操作することにより、主被写体領域を任意の領域に変更をする事が可能となる。
【０１１２】
これにより、撮影者の意図に即した焦点調節を簡易に行うことの可能なカメラを実現することができる。
【０１１３】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態におけるカメラの基本構成図である。
【図２】本発明の実施の形態におけるカメラの基本光学系配置図である。
【図３】本発明の実施の形態におけるカメラの光学系配置斜視図である。
【図４】本発明の実施の形態におけるカメラの光学系配置俯瞰図である。
【図５】カメラの内部構成図である。
【図６】本発明の実施の形態における基本フロ−チャ−トである。
【図７】本発明の実施の形態における距離分布測定処理のフロ−チャ−トである。
【図８】本発明の実施の形態における主被写体領域検出処理のフロ−チャ−トである。
【図９】本発明の実施の形態における焦点調節距離決定処理のフロ−チャ−トである。
【図１０】第１の実施形態における主被写体領域選択処理のフロ−チャ−トである。
【図１１】領域分割方法の説明図である。
【図１２】ラベリング結果例である。
【図１３】第２の実施形態におけるカメラの基本構成図である。
【図１４】第２の実施形態における主被写体領域選択処理のフロ−チャ−トである。
【図１５】従来例における撮影シ−ン例である。
【符号の説明】
ＰＲＳ カメラ内制御回路
ＩＣＣ 焦点検出及び測光用エリアセンサ及び駆動回路
ＬＣＭ レンズ通信バッファ回路
ＬＮＳ レンズ
ＬＰＲＳ レンズ内制御回路
ＥＮＣＦ 焦点調節用レンズの移動量検出エンコ−ダ

Claims (8)

1. 光学装置であって、
   撮像された画像から被写体領域を検出する検出手段と、
   前記検出手段によって検出された被写体領域が複数ある場合には、該複数の被写体領域の内、１つの被写体領域を主被写体領域として決定する決定手段と、
   前記決定手段により決定された主被写体領域を、撮影者が他の被写体領域に変更するための操作手段と、
   前記操作手段による操作に応じて、前記検出された複数の被写体領域の内、主被写体領域に対応する被写体の位置に対して当該光学装置から次に遠い位置にある被写体に対応する被写体領域または次に近い位置にある被写体に対応する被写体領域に主被写体領域を変更する変更手段と、
   主被写体領域に焦点を合わせる焦点調節手段とを有することを特徴とする光学装置。
2. 前記操作手段は、少なくとも２方向に回転可能な回転操作手段であることを特徴とする請求項１に記載の光学装置。
3. 前記操作手段は、前記回転操作手段を複数個組み合わせて構成されていることを特徴とする請求項２に記載の光学装置。
4. 前記操作手段は、少なくとも２方向を指示可能なスライド式の指示手段であることを特徴とする請求項１に記載の光学装置。
5. 前記操作手段は、前記スライド式の指示手段を複数個組み合わせて構成されていることを特徴とする請求項４に記載の光学装置。
6. 前記操作手段は、トラックボールであることを特徴とする請求項１に記載の光学装置。
7. 前記決定手段は、自動的に主被写体領域を決定することを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の光学装置。
8. 光学装置における測距点選択方法であって、
   撮像された画像から被写体領域を検出する検出工程と、
   前記検出工程で検出された被写体領域が複数ある場合には、該複数の被写体領域の内、１つの被写体領域を主被写体領域として決定する決定工程と、
   前記決定手段で決定された主被写体領域を、撮影者が他の被写体領域に変更する指示を入力する入力工程と、
   前記入力工程における指示に基づいて、前記検出された複数の被写体領域の内、主被写体領域に対応する被写体の位置に対して当該光学装置から次に遠い位置にある被写体に対応する被写体領域または次に近い位置にある被写体に対応する被写体領域に主被写体領域を変更する変更工程と、
   主被写体領域に焦点を合わせる焦点調節工程とを有することを特徴とする測距点選択方法。

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