专利名称：相机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种通过摄影透镜电子地记录摄像元件(成像器)所得到的被摄体图像的所谓相机自动对焦的技术。
背景技术：
以前，搭载有摄像元件的相机的自动聚焦调整(Automatic FocusAdjustmentAF)功能一般为一边改变摄影透镜的焦点位置，一边判定在各焦点位置摄像元件得到的图像的对比信号的强弱，进行对焦的AF方式，即所谓这种“成像器AF”方式。这种成像器AF在摄影之前必须获取多个焦点位置的图像数据，进行计算处理。
因此，成像器AF进行的自动聚焦调整(对焦)动作由于包括扫描摄影透镜的透镜位置的动作，所以在按下释放按钮后到快门驱动之间的释放时间具有变长的倾向。为了缩短释放时间，专利文献1～3等中提出了同时使用利用了与摄影透镜不同的光学系统的测距装置进行外光AF的技术。
日本特开2001-141985公报[专利文献2]日本特开2001-249267公报[专利文献3]日本特开平11-023955号公报[专利文献4]日本特开2001-255450公报上述成像器AF的优点在于，即使摄影透镜的停止位置存在误差，也能够将焦点的位置控制在误差范围内。也就是说，即使是透镜位置的特性因受温度、湿度、姿势差等影响与设计值不同，也能够进行消除与设计值间的误差的反馈控制。
但是成像器AF从测距开始到对焦结束需要时间。为了缩短对焦调节时间，在专利文献1～3中，在景深很深的位置和距离测定正确的场景中，为能够减轻先前的透镜位置误差，只用外光AF的结果进行焦点位置控制。
并且，如果想要对画面内的多个点进行焦点检测的话，成像器AF就像专利文献4所示那样，必须进行大范围的透镜扫描，这一动作也花费时间。
在这些技术中，对于可以积极地增加焦点深度，进行更加正确的对焦，同时减少释放时间进行摄影这一点，没有提出特别的提案。
发明内容
因此，本发明的目的就是要提供一种具有不依赖于画面内的主要被摄体的位置、能够进行精度更高的对焦的AF功能的相机。
技术方案为了达到上述目的，本发明提供一种相机，具有用电子摄像元件摄像包含主要被摄体图像的构图的摄像装置，该相机包括使包含上述主要被摄体图像的构图成像的摄影透镜；具有与上述摄影透镜不同的光学系统，为了使上述摄影透镜聚焦而用该光学系统从光学图像所获得的光信号测定与主要被摄体之间的距离的测距装置；当上述测距装置不能获得适合于主要被摄体对焦的测距结果时，选择上述测距装置测距的上述构图上的测距区域以外的部分，根据上述拍摄装置拍摄的图像信号，进行上述摄影透镜的聚焦的聚焦装置。
上述结构的相机搭载电子摄像元件，用从配置在摄影画面内的多个测距区域的光学图像所获得的光信号选择主要被摄体，进行测定被摄体距离的外光AF，在该外光AF不能确定主要被摄体的位置时，将拍摄画面分割为多个区域，用从除去与测距区域重复的区域以外的区域中获得的亮度分布，确定主要被摄体存在的区域，用梯度AF方式持续扫描摄影透镜的透镜位置，将焦点对在对比信号最高的位置。
发明效果如以上详细讲述的，如果采用本发明，可以提供具有不依赖于主被摄体在画面内的位置，能够进行快速对焦的AF功能的相机。
图1表示本发明的第1实施形态的相机的内部构成的方框2用于说明测距概念的结构3用于说明摄影画面内的构图和测距区域的4表示为了求出被摄体的距离的感光透镜和传感器阵列与被摄体的相对位置关系的5表示在进行摄影的结构图中各被摄体的距离分布的一个示例的6用于说明第1实施形态的相机的摄影控制流程7用于说明第1实施形态中摄影时的对焦时间的时间8用于说明第2实施形态的相机的摄影控制的流程9表示在成像器AF中被分割的摄影画面的一个示例的10表示进行对比度判定时，摄像元件中的扫描范围和对比度特性的关系的图
具体实施例方式
下面参照附图就本发明的实施形态进行详细的说明。
本发明的相机提供了搭载有测距装置的相机，该测距装置同时具有外光AF的高速性和梯度AF(成像器AF)的正确性。首先，参照图2及图3所示的距测构图以及摄影画面中的图像信号，对外光AF和梯度AF的概念进行说明。
在以下的说明中，将通过外光(passive)方式进行的测距称为外光测距，并且将含有焦点调整的方式称为外光AF。该外光AF为根据拍摄画面中配置的测距区域中的图像信号(亮度)的位相差，确定主要被摄体的位置，测定到被摄体的距离和摄影透镜的对焦状态，进行摄影透镜的对焦的方式。另外，将通过梯度法进行的测距称为梯度测距，并且将含有焦点调整的方式称为梯度AF。梯度AF在摄影画面的对比度(被摄体对比度亮度比)较高的区域持续扫描摄影透镜的位置，利用从摄影元件中获得的对比度信号进行对主要被摄体的对焦。
本发明的相机用对由例如图2(a)所示的摄影透镜5所成像的被摄体图像进行摄像的摄影元件7，检测用于对焦的信号或进行拍摄，并且作为辅助，搭载有测距装置，该测距装置由2对用于测定到主要拍摄对像20a的距离的感光透镜2a、2b以及线路传感器(ラィンセンサ)3a、3b构成。
在这一构成中，由摄影透镜5成像并由摄像元件7所获得的拍摄范围(摄影画面)、和由感光透镜2a、2b成像并由线路传感器所获得的拍摄范围(测距区域)不一定非要一致。一般情况下，如图3(a)所示，成像在包含多个电荷积蓄型光电变换元件的传感器阵列(测距传感器)3a、3b上的、感光透镜2a、2b的测距区域21a，与成像在摄影元件7上的摄影透镜5的摄影画面21是不同的。这是因为通常情况下，主要拍摄对像20存在于摄影画面中央的概率高，并且扩大测距区域即传感器阵列的感光面的大型化会增加成本，所以使传感器阵列的测距区域为上下方向的宽度变窄，横方向成为细长的条带形状。
这种形状在摄影画面的上下方向使测距区域仅限于摄影画面的中央，为了弥补这一缺陷，在上下侧也配置传感器阵列。例如可以考虑使用3个传感器阵列像图3(f)所示那样，使测距区域21a位于中央，分别在上下侧配置测距区域21b、21c。
并且，当摄影透镜5为变焦透镜时，通过变焦动作，拍摄画面(视场角)变化为望远画面21T或者广角画面21W。一般情况下，由于测距装置的感光透镜与摄影透镜的变焦驱动不连动，因此根据不同的视场角，有时会出现主要被摄体移动至摄影画面的一端，测距区域21a、21b、21c存在不能完全覆盖的非测距区域的情况。在例如图3(f)所示的主要被摄体20a位于非测距区域内的情况下，后面讲述的实施形态可以起到有效的作用。
并且，搭载在单眼反射式相机上的被称为TTL位置差式自动焦点调整(AF)的AF方式，虽然兼用摄影透镜的光路，但是由于并设在其光路的后方的AF用光路所造成的限制条件，所以同样不能完全对应摄影画面(摄影元件)的整个画面。对此，后面讲述的本实施形态可以起到有效的作用。
在图3(a)所示的摄影场景或者图3(e)、(f)所示的摄影场景中，传感器阵列所得到的测距区域21a的图像信号为例如图3(b)所示平坦的亮度分布，不能获得适合于测距的高对比度的图像信号。因此，在这些摄影场景中，使用通过图像信号的一致程度(位相差)进行测距的外光测距时，不能测定正确的距离或进行对焦。
因此用梯度测距检索如图3(c)所示摄影画面内的对比度高的区域7a，通过所获得的对比度信号进行自动焦点调整(AF)。
关于这些外光测距和梯度测距，前者为利用了到被摄体的距离(以下称为被摄体距离)、与摄影透镜相对于被摄体距离的焦点位置的预定关系的AF方式，后者为边稍微移动摄影透镜的焦点位置边调整到能够获得最好的对比度信号的焦点位置的方式。这种梯度测距由于是以对比度高为目标进行摄影透镜扫描的反馈控制方式，所以在理想的条件下，可以消除温度特性和姿态差别，能够进行比外光测距更高精度的对焦，但是完成AF仍需要时间。
本发明提供了能极力地防止到测距结束为止需要时间的对焦，有效地利用外光测距的高速性，具有高速而简易的对焦方式的相机。比如，如图3所示，在观光景点等的摄影场景中，除了主要被摄体的人物20a之外，在构图中也存在背景中的建筑物20b、树木20c以及其它杂乱的被摄体。在这样的摄影场景中，不必要只对人物进行正确的对焦，背景的描写也十分重要。所以，用外光测距的对焦精度也很充分，而且将焦点调整至适当地在这些杂乱被摄体上对焦的焦点位置上的情况也十分理想。
但是，在图3(a)，(e)，(f)所示的摄影场景中，如果不将焦点对准主要被摄体的人物，恐怕会拍摄出不清楚将焦点对准了哪个被摄体的不足之处很多的照片。在这些摄影场景中的测距由于人物与背景相比具有足够的对比度，因此使用梯度测距的方法比较理想。
在此，参照图4对外光测距的原理进行详细的说明。
一对感光透镜2a、2b的焦点间距离为基线长B的长度，将被摄体20的图像(被摄体图像)导入各自对应的测距传感器，也就是传感器阵列3a、3b。此时，被摄体图像按照三角测距的原理以感光透镜的光轴为原点、以相对位置差x成像在传感器阵列3a、3b的感光面上。用这一相对位置差x可以求出被摄体距离L。
如图4(a)所示，感光透镜2a的光轴上的图像在传感器阵列3b上从感光透镜2b的光轴射入x的位置。在这里，这种测距装置也可以求出不能射入到感光透镜2a的光轴上的被摄体图像的被摄体距离。比如，如图4(a)所示，在求从感光透镜2a的光轴偏移θ角后的位置的被摄体距离时，将感光透镜的焦距设为f的话，只要利用成像在f tanθ的位置的图像求出相对位置差x就可以了。如果求出相对位置差x的话，则可以利用三角测距的原理公式L＝Bf/x求出被摄体距离L。
在这种外光测距的AF中，像人的双眼一样配置了一对感光透镜2a、2b以及传感器阵列3a、3b，通过三角测距原理求出被摄体距离，按照这一被摄体距离进行摄影透镜的对焦。
另外，在这种测距装置中可以如图4(b)所示那样在相对于画面内的传感器阵列的排列方向设定多个测距点，能够获得多个点的距离数据。将这样的能够对多个点进行测距的测距装置称为“多点测距装置”。当然，在外光测距中，即使视场角通过摄影透镜的变焦变化成为望远或者广角中的任一方，传感器阵列也可以监视画面上的相同点。
接下来，对本发明的第1实施形态进行说明。
图1为表示第1实施形态的相机的内部构成的方框图。
这种相机由微处理器(CPU)1，一对用于测距的感光透镜2a、2b以及传感器阵列3b、3b，测距部4，摄影透镜5，光圈6，光圈控制部7，透镜驱动(LD)部8，摄像元件9，模拟/数字(A/D)切换部10，图像处理部11，记录媒体12，亮度分布检测部14和光源15组成。
CPU1具有控制相机整个过程的运算控制装置的功能。CPU1上连接有使摄影过程开始的开关13。CPU1判断摄影者接通开关13的操作，从待机状态起动一系列的摄影过程。
一对感光透镜2a、2b使被摄体20成像在配置于它们后方的传感器阵列3a、3b的感光面上。这些传感器阵列3a、3b通过光电转换变换为以被摄体图像为基础的电子信号(以下称为图像信号)并输出给测距部4。
测距部4由A/D变换部4a和测距运算部4b构成，也就是所谓的“被动方式”的测距方法。测距部4内的A/D变换部4a将从传感器阵列3a、3b输入的各图像信号各自变换为数字图像信号，输出给测距运算部4b。测距运算部4b根据这些数字图像信号，用三角测距原理算出相机到被摄体20的距离，也就是被摄体距离。并且，亮度分布检测部14从A/D变换部4a的A/D变换结果检测出亮度分布。
CPU1根据前述计算出的被摄体距离对摄影透镜5的对焦进行控制。也就是说，CPU1根据测距运算部4b计算出的被摄体距离控制LD部8，使摄影透镜5的透镜位置移动进行对焦。在该对焦完成之后，转移至曝光动作。该曝光动作通过光圈6和图示中没有的快门控制射入摄影元件9内的光的光量。在这里，光圈6的控制通过光圈控制部7进行，另外，快门的控制由图示中没有的快门控制部进行。
摄像元件9由CCD等半导体摄像元件构成，将由摄影透镜5成像的拍摄对像图像进行光电变换，通过变换生成图像信号，向A/D变换部10输出。
A/D变换部10将图像信号变换为数字信号后，向图像处理部11输出。图像处理部11根据输入的数字信号实施图像的颜色和灰度等级的修正，之后，进行图像信号的压缩。另外，由CPU1限制摄像元件9的图像存储量，由图像处理部11对被限制的摄像元件9的输出进行放大、来进行增感处理。图像处理部11进行上述处理后，作为图像数据记录在记录媒体12中，之后完成曝光动作。
来自从光源15的与摄影场景相对应的将曝光用和测距用的辅助光投射到被摄体20上。并且，在搭载有变焦距透镜光学系统作为摄影透镜的相机的情况下，除上述结构外还设置检测变焦距透镜位置的变焦距透镜位置检测部16。
上述感光透镜2a、2b和传感器阵列3a、3b、摄影透镜5以及摄像元件9的位置关系如图2(a)所示。这样可以通过传感器3a、3b和摄像元件9检测同一个被摄体图像。另外，将传感器3a、3b的输出用于计算被摄体距离时，取代由图中实线所示位置上成像的被摄体20的图像，使用不同位置的例如图示的虚线所指示的位置上成像的被摄体的图像，由此可以检测出图4(b)所示的在摄影画面内的被摄体20以外的被摄体的距离。
图2(b)表示本第1实施形态的相机的外观图。
即，相机30在相机上面安装用于操作上述开关13的释放按钮17，在相机前面设置光源15的光射出窗口18和上述摄影透镜5以及感光透镜2a、2b，它们的位置关系如图2(a)所示。并且，如前述那样将通过摄影透镜5利用摄像元件9的AF称为“成像器AF”。
该成像器AF通过LD部8使摄影透镜5移动，在检测成像在摄像元件9上的被摄体的图像的对比度的同时，将对比度最高的摄影透镜5的位置确定为焦点位置。即，这种成像器AF与上述外光AF根据被摄体距离来确定焦点位置不同，是根据不同的原理进行对焦控制的。这种成像器AF即使在摄影透镜5的位置控制中产生了误差的情况下，也可在考虑到该误差的状态下检测焦点位置。
但是在如图3(g)所示那样作为主要被摄体的人物20a存在于摄影画面21内的中央部(测距区域)以外的位置时，将摄影透镜5的焦点迅速对准人物20a是很困难的。也就是说，为了确定主要被摄体，在对人物20a和其背景中存在的建筑物20b及树木20c等被摄体分别进行上述对比度判断后，必须要判定何种被摄体作为主要被摄体最合适，比如，判定何种被摄体离拍摄者近。此时，由于需要暂时获得位于各自的被摄体相对应的焦点位置的图像，之后判断对比度这样的过程，所以，主要被摄体的确定需要花费时间。
另外，在被摄体处于低亮度的情况下进行测距必须要有辅助光源时，如上述所示在进行对比度判断时要使辅助光发光，在摄影时，可能会发生光源11剩余的闪光灯照射所必需的能量不足的情况。
与此不同，外光AF检测从图2(a)所示的传感器阵列3a、3b输出的图像信号，通过检测基于感光透镜2a、2b的视差的被摄体的图像信号的偏差决定被摄体的距离。
即，由于只在决定焦点位置之后才驱动摄影透镜5，所以对焦所花费的时间比成像器AF的时间短。并且，因为主要被摄体以外的被摄体的距离只要替换在被摄体运算中使用的被摄体的图像信号就可以，所以不必限制主要被摄体的位置，可以检测存在于更广泛的区域内的被摄体的距离分布。
图5表示按上述方法求得的距离分布的一个示例。如果求出这个距离分布，就可以快速地检测出主要被摄体存在于摄影画面上的何种位置。
接下来参照图6所示的流程图，对本实施形态的相机的摄影控制进行说明。
首先，用外光测距装置进行多点测距(步骤S1)。判定所得到的外光测距结果是否可以信赖(步骤S2)。如果这一判定对图3(a)所示的摄影场景进行外光测距的话，由于所得到的测距结果为平坦的图像信号，所以不能检出图像，不能确定主要被摄体，也就是判定为不具信赖性(NO)，转移至后面将要讲述的步骤S8。而在图3(g)所示的摄影场景进行外光测距时，人物20a的对比度清晰，可以检测到位于建筑物20b和树木20c的前方，所以判定为具有可信赖性(YES)，将位于摄影画面上最近距离的被摄体作为主要被摄体，确定对焦距离L(步骤S3)。
接着，当相机的摄影透镜为变焦透镜时，通过变焦检测部16检测摄影透镜的位置(所谓，变焦)，判定是否是广角的一侧(步骤S4)。如果这一判定为变焦位置位于广角的一侧的话(YES)，则作为景深深的拍摄对象，原封不动地用前面讲述的外光测距结果进行对焦(步骤S5)。但是，如果摄影透镜的焦点位置(变焦位置)位于望远一侧(望远侧)的话(NO)，则用LD部8将透镜驱动到相当于比所求出的距离L近的透镜位置(步骤S6)，用摄像元件检测上述步骤S1的多点测距所得到的结果中的、表示距离最近的点图像信号，用梯度测距法进行对焦(步骤S7)。这是因为当变焦位置位于望远一侧时，被摄体景深变浅，即使在图3(g)所示的摄影场景下，也将焦点定在了背景和人物之间，因此最好精确对焦。这是为了防止这样一种情况当变焦位置位于广角的一侧时，如果焦点位于背景和人物之间，则两方面都可以对焦，但是在望远一侧，可能两方面都不能对焦。
当上述步骤S2的判定中判定为没有可信赖性时(NO)，将原本用于曝光的闪光灯作为测距用的辅助光进行照射，进行外光测距(步骤S8)。在图3(g)所示的摄影场景下，当被摄体很暗(人物被摄体亮度低)时，摄影画面整体的亮度没有变化，图像信号平坦，对比度变得低，但即使在这样的情况下也有效果。然后，判定在伴随辅助光照射的外光测距中所得到的测距结果是否具有可信赖性(步骤S9)。如果这一判定为具有可信赖性的话(YES)，选择步骤S8中所得到的最近距离L(步骤S10)，转移至上述的步骤S5，在这一距离L上进行对焦。这是因为伴随闪光灯辅助光的梯度测距难以进行，所以不管摄影透镜的变焦位置，在所得到的距离L上进行对焦。
并且，即使不能得到图像的对比度，如果检测出反射的光量，也可以进行对焦。在这里，检测从被摄体的反射光的光量(步骤S11)，判定是否比预定的阈值(判定基准)的亮度更高(步骤S12)。这一判定基准根据经验确定是否能进行适合的测距。这种由反射光量进行的判定是利用从位于远距离处的被摄体反射回的光量少，而从位于近距离处的被摄体反射回来的光量多这一原理。在这种判定中，如果判定为不是高亮度的话(NO)，就根据其反射光量计算出被摄体距离L(步骤S13)，并转移至上述步骤S5，对被摄体距离进行对焦。但是，这只在像上述那样被摄体暗(低亮度)的情况下有效，而当相反地判定为被摄体明亮(高亮度)时，考虑到其反射光量中有大量正常光和背景光的光量，很难有效果，因此转移至梯度测距的程序。
当上述步骤S12判定为高亮度时(YES)，判定反射光量是否比指定值大(步骤S14)。这样，根据反射光量的大小，可以判定到底是图3(a)所示的摄影场景还是图3(e)的摄影场景。也就是说，在图3(a)的摄影场景中，反射光量少，而在图3(e)的摄影场景中，反射光量多。
梯度测距，判定对比度时透镜驱动量小的一方能够减少测距所需时间，使之高速化。在这里，当反射光量大时(YES)，将摄影透镜的驱动范围限制在5～1m(步骤S15)，相反，当反射光量小时(NO)，将摄影透镜的驱动范围限制在无限大～2m(步骤S16)。在这些驱动范围中，将摄影画面(构图)的下方，光对比度范围作为重点进行梯度AF(步骤S17)。
这是因为如果进行对比度检测的范围过多，就会增加数据量，处理时需要花费时间，所以将在进行梯度测距时已经在外光测距中用传感器监控的范围判定为这一时刻没有对比度，所以不进行重复的检测。
并且，如图3(a)，(e)所示，通常主要被摄体位于构图的下方的概率很高，所以在设计时要将下方作为重点检测区域。在摄像元件的输出过程中对焦时，如图2(c)所示，当搭载有能够检测出表示最高对比度的位置7a的图像处理回路时，只要找出该位置，优先对其进行对比度判定，实施梯度测距就可以了。
如以上的说明所述，如果采用本实施形态，可以有效地利用外光AF的测距结果或反射光信号，提供可以快速对焦的相机。
接着在图7中表示了本实施形态中摄影时的时间图，对对焦时间进行说明。
在用上述外光测距进行对焦时，通过测距和一次透镜驱动就能对焦，然后就这样摄影，所以就省去了以前的成像器AF那样的对比度检测以及随之而来的透镜位置移动所需要的时间。也就是说，与必须要进行测距和多次透镜驱动的成像器AF相比，外光测距缩短了图7所示的Δt的释放时间滞后。因此，对于图3(g)所示的背景明亮、被摄体也明亮的一般的快摄场景，通过外光AF可以高速的对焦。
而对于图3(a)所示的从外光测距的测距区域中检测出来的图像信号内不能得到对比度的摄影场景，可以通过成像器AF利用在CCD等固体摄像元件中的任意点检测出来的图像信号的对比度的检测，进行主要被摄体检测的对焦。
像上述说明那样，如果采用第1实施形态，能够提供摄影者根据摄影场景进行满意度高的摄影的相机。
下面就第2实施形态进行说明。
参照图8所示的流程图对第2实施形态的相机中的测距进行说明。图9表示将成像器AF(梯度AF)中的摄影画面分割成的9个测距区域101～110以及外光测距中的测距区域21a。
首先，用外光测距进行多点测距(步骤S21)。根据所得到的测距结果判定是否有具备可信赖性的点(步骤S22)。在这一判定中，对于所有点的测距结果，所得到的传感器数据存在亮度差，或者说根据2个传感器数据间的一致程度高等的判定基准，判定是否有具备可信赖性的点(YES)，判定在所有的点中，可信赖性高的点是否有多个(步骤S23)。如果这一判定为可信赖性高的点只有一个的话(NO)，则选择这一点所对应的测距区域(图9所示的测距区域104、105、106)中的一个(步骤S24)，然后转移至后面要讲述的步骤S，进行没有摄影透镜伸出误差的梯度AF。即，可信赖性高的点只有一个的情况时，认为其它点的对比低，就必须将这一点作为重点进行对焦。
但是，在上述步骤S23判定为获得多个可信赖性高的点的情况下(YES)，则判定这些点是否是同一距离(步骤S25)。如果这一判定确定为同一距离的话(YES)，则转移至上述步骤S25进行区域选择。而如果它们的距离不同(NO)，则聚焦在这些点中距离最近的点上(步骤S26)，完成一系列的测距过程。由于此时摄影透镜伸出的误差有可能累加，因此在将焦点汇聚到最近的距离上时，考虑远距离上存在被摄体，将焦点位置向远距离一侧稍微移动一点进行聚焦。
另外，如果上述步骤S22判定为所有的点都不具备可信赖性(YES)，则因为外光AF即使进行距离检测也不能对焦，因此在选择测距区域后，实施梯度式AF。实施梯度式AF时，如果对不必要的区域进行对比度判定的话，需判定的数据量过大，测距需要时间。而且，要进行不必要的摄影透镜的扫描动作，同样也需要时间。所以，本实施形态进行必要的测距区域的选择。
首先，将光圈缩小于一个测距区域。如图9所示，将用于梯度AF的测距区域的画面分割成9部分，从101～110这9个测距区域中选择任意一个。
在上下方向，因为位于摄影画面中央的测距区域104、105、106与外光AF的检测区域21a重合，所以在步骤S21中对比度已经被判定。因此，外光AF不可行时，判定这些测距区域的图像信号没有对比度差，不具效果，对摄影画面上下方向的测距区域实施判定。
即，通常准备好相机的姿态时，就会出现图3所示的横长画面，测距区域108～110的A区域位于下方，测距区域101～103的B区域位于上方。但是，如果改变相机的姿态将其立起时，就会出现纵长画面，在此时的摄影画面中，测距区域101、104、108的C区域和测距区域103、106、110的D区域全部位于画面的下方。为了对此进行判定，通常认为画面上方会出现明亮的天空，将这些明亮的地方作为上方，比较各区域。
在这一比较中，首先为了进行横长构图的确认，比较B区域和A区域的明亮度和(区域内的测距区域的明亮度和)(步骤S27)。在这一比较中，当B区域部分明亮时，判定为横长构图(YES)，然后从A区域内的测距区域108～110中选择对比度最高的测距区域(步骤S28)。
而如果上述步骤S27中A区域部分明亮时(NO)，则判定为摄影画面为纵长构图。在这里，判定如上所述图9的画面21的左右的哪一个位于画面的下方。即，对左侧的C区域和D区域的明亮度进行比较(步骤S29)。当这一判定为C区域比D区域明亮时(YES)，判定为D区域位于下方的纵长画面，当D区域部分比C区域明亮时(NO)，判定为C区域位于下方的纵长画面。在这里，在判定为下方的部分的各区域内，将与测距区域21a重复的测距区域104、106作为已经完成监控，从测距对象中排除。通过这些措施，可以抑制进行重复的控制，能够进行高速的对焦。
接着，从测距区域103和测距区域110中选择表示对比度高的测距区域(步骤S30)。同样，从测距区域101和测距区域108中选择表示对比度高的测距区域(步骤S31)。然后，在所选择的测距区域中进行梯度AF(步骤S32)。
如以上说明所述，如果采用本实施形态，通过考虑画面的纵横可以以更高的速度进行高精确度的对焦。这样，进行梯度AF时，因为将光圈缩小至一个测距区域，所以没有必要对多个点都进行对比度判定，而且摄影透镜的扫描范围变得很小，判定用的数据处理也能够迅速进行。因此，可以高效地检测出主要被摄体，并能够实现高速的对焦。
虽然对以上的实施形态进行了说明，但本详细说明书中还包含以下的发明(1)一种拥有使用电子摄像元件拍摄被摄体图像的拍摄装置的相机，其特征在于，包括摄影透镜，为了使上述摄影透镜对焦而用与上述摄影透镜不同的光学系统获得光学信号，测定被摄体距离的测距装置；当用上述测距方法不能得到适合于上述对焦的测距结果时，通过用上述摄像装置拍摄的上述测距装置测距的点之外的部分的图像信号进行上述摄影透镜的对焦的对焦装置。
(2)上述(1)项中所述的相机，其特征在于，上述测距装置根据从上述相机一侧投射的光在上述被摄体上的反射光的强弱，检测出上述被摄体的距离。
(3)上述(1)项中所述的上述相机，其特征在于，包括用与上述摄影透镜不同的光学系统所得到的第2图像信号，检测出上述被摄体的距离，当上述第2图像信号不适合上述距离检测时，从上述相机一侧投射测距光的透光装置；再次进行上述输送信号的检测。
(4)上述(1)项中所述的上述相机，其特征在于，上述测距装置测距点之外的部分，使画面内的下方优先于上述测距装置测距的点。
(5)上述(1)项中所述的上述相机，其特征在于，上述测距装置测距点之外的部分是表示上述测距装置的输出对比度高的部分。
(6)一种相机自动焦点调整的方法，由以下几部构成由从摄影画面上设定的多个微小的测距区域获得的图像信号的亮度分布，确定主要被摄体，测量到该主要被摄体的距离，进行摄影透镜的对焦的第1自动焦点调整；当不能根据上述第1测距所获得的上述亮度分布特定主要被摄体时，将上述摄影画面分割为多个区域，选择除包含上述测距区域的区域以外的各区域得到的亮度比(对比度信号)中，对比度信号最高的区域作为主要被摄体所存在的区域的区域选择；对上述选中的区域边扫描摄影透镜的透镜位置边读取抓取光图像，将得到最高对比度信号的透镜位置作为对焦位置的第2自动焦点调整。
(7)在上述(6)项所述的上述相机自动焦点调整的方法中，使在上述第2自动焦点调整中得到的对比度信号最高的焦点位置稍微向远距离一侧移动，使摄影透镜的伸出位置恰当。
权利要求
1.一种使用电子摄像元件获取主要被摄体图像的相机，包括将被摄体光束导入上述电子摄像元件中的摄影透镜；驱动包含在上述摄影透镜中的焦点调节透镜的驱动机构；对摄影构图内的特定区域检测焦点状态的相位差检测方式的测距电路；根据上述测距电路的检测结果，计算上述摄影透镜的焦点调节位置、驱动并控制上述驱动机构的CPU，该CPU判断上述测距电路的输出是否适合于上述焦点调节动作，在判定为不适合的情况下，用上述电子摄像元件输出的图像信号代替上述测距电路的输出，用梯度法调节上述摄影透镜的焦点状态。
2.根据权利要求1所述的相机，所述CPU在判定上述测距电路的输出不适合上述焦点调节动作的情况下，根据上述摄像元件输出的图像信号中的、与上述测距电路进行焦点检测的区域不同的区域内的图像信号，调节上述摄影透镜的焦点状态。
3.根据权利要求1所述的相机，所述测距电路根据与上述摄影透镜不同的测距光学系统获得的被摄体，检测焦点状态。
4.根据权利要求1所述的相机，所述测距电路能够测定上述特定区域内的亮度分布，上述CPU根据上述传感器检测出的亮度分布，判定上述测距电路的输出是否适合于上述焦点调节动作。
5.根据权利要求1所述的相机，所述测距电路包含多个拥有电荷积蓄型光电变换元件的传感器，上述CPU根据上述传感器检测出的图像信号是否平坦，来判定上述测距电路的输出是否适合于上述焦点调节动作。
6.根据权利要求1所述的相机，所述特定区域在上述摄影画面内设置有多个。
7.一种相机，具有用电子摄像元件获取被摄体的图像的摄像装置，包括使包括主要被摄体的图像在内的构图成像的摄影透镜；为了调节上述摄影透镜的焦点状态而测量上述主要被摄体的距离的测距装置；在上述测距装置的输出不适合于上述主要被摄体的聚焦的情况下，使用上述摄像装置获取的图像信号中的上述测距装置的测距区域以外部分的图像信号，进行上述摄影透镜的焦点调节的控制装置。
8.根据权利要求7所述的相机，上述测距装置备有与上述摄影透镜不同的光学系统，用该光学系统从光像中得到的光信号测定对上述被摄体的焦点状态。
9.根据权利要求8所述的相机，在上述主要被摄体为低亮度的情况下，所述的测距装置向上述主要被摄体投射测距光。
10.根据权利要求9所述的相机，所述测距装置根据上述测距光的反射光的强弱检测到上述主要被摄体的距离。
11.一种相机，包括用电子摄像元件获取被摄体图像的摄像手装置，包括摄影透镜；测距装置，备有与上述摄影透镜不同的光学系统，根据从该光学系统成像的多个测距区域的光像获得的光信号，确定主要被摄体，测定到上述主要被摄体的距离；焦点调节装置，在上述测距装置的光信号无法确定上述主要被摄体时，用上述摄像装置在与上述测距区域不重复的区域内拍摄到的图像信号的亮度分布，确定上述主要被摄体，使上述摄影透镜向该主要被摄体聚焦。
全文摘要
以往的相机用于测距的外光AF在所得到的测距区域的亮分布平坦时不能确定主要被摄体，并且如果采用成像器AF，则从测距开始到对焦完成需要花费时间。本发明为搭载电子摄像元件的相机，包括用从配置在摄影画面内的多个测距区域的光学图像获得的光信号选择主要被摄体测定被摄体距离的测距装置；包括当不能用该测距装置确定主要被摄体的位置时，将摄影画面分割为多个区域，根据除与测距区域重复的区域以外的区域获得的亮度分布确定主要被摄体存在的区域，在扫描摄影透镜的透镜位置的同时将焦点对在对比度信号最高的位置的对焦装置。
文档编号G02B7/32GK1519639SQ20041000404
公开日2004年8月11日 申请日期2004年2月4日 优先权日2003年2月4日
发明者野中修, 原登 申请人:奥林巴斯株式会社