JPH02249373A - 被写体追尾装置 - 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、ビデオレコーダ等に用いて好適な被写体追尾
装置に関するものである。

（背景の技術） 近年、ビデオカメラ、カメラ一体型ビデオレコーダ等の
映像機器の発展は目覚ましく、焦点調節（ＡＦ）、露出
調整（ＡＥ）、利得調整（ＡＧＣ）等の自動化が進めら
れているが、中でも自動焦点調節装置の実現は、この種
の映像機器を民生機器の分野においても急速に普及させ
ている。

自動焦点調節方式には種々の方式があるが、赤外線等を
被写体に照射し、その反射光を受光し、三角測量方式の
原理を用いて合焦点を検出する所謂アクティブ方式、映
像信号に含まれる高周波成分を抽出し、その量が大とな
る方向にレンズを駆動して合焦動作を行なうパッシブ方
式がよく知られている。そして、最近では、赤外線の照
射及び受光用の素子等、特別の構成を必要とせず、撮像
手段より得られた映像信号から合焦状態を検出でき、被
写体との距離や、ガラス越しの撮影等を行っても誤動作
がな（、被写体の状況を選ばない後者の方式が用いられ
る傾向にある。

このようなパッシブ方式を実施した場合、その撮像画面
全体に相当する映像信号から高周波成分に基づいて合焦
動作を行なえば良いが、撮像画面全体を合焦検出領域と
すると、主要被写体と背景との所謂遠近競合を生じやす
（なるため、撮像画面内のたとえば中央部に部分的に合
焦検出領域を形成し、主要被写体に対してのみ正確に合
焦させることができるように構成することが行なわれて
いる。

またＡＦに限らず、ＡＥ及びＡＧＣにおいても、画面内
の中央部に限定された領域を設け、この領域内の信号を
重点的に用いて露出あるいは利得の調整を行なえば逆光
状態における撮影等で背景の輝度に影響されることな（
良好な撮影を行なうことができる。

しかしながら、以上述べたことは、撮影しようとする被
写体が合焦検出領域の位置する撮影画面の中央部分に存
在している場合に限って成り立つことであり、被写体が
合焦検出領域外に移動してしまった場合には、目的とす
る被写体以外の物体に対してＡＦ、ＡＥ、ＡＧＣ等の動
作を行なってしまうため、逆に誤動作となる。

この問題を解決するために、例えば特開昭６０−２４９
４７７号等により、主要被写体部分で空間周波数の高周
波成分が多く検出されることに着目し、撮像画面内にお
いて映像信号中の高周波成分の量がピークとなる位置に
常に合焦検出領域を設定するようにした自動追尾装置が
提案されている。これによれば、被写体の移動に合焦検
出領域を追従させることができ、被写体が撮像画面内に
おいて移動しても、常に被写体に対して焦点を合わせ続
けることができる。

ＡＥ、ＡＧＣについても同様である。

（発明の解決しようとする問題点） しかしながら上述の例装置によれば、映像信号に含まれ
る高周波成分が画面内において最大値をとる位置を被写
体の特徴点として捕らえているため、目的とする被写体
以外の他の被写体例えば背景等の持つ高周波成分の最大
値を捕らえてしまった場合は、以後目的外のものに焦点
を合わせ続けることになり、かえって不都合を生じる。

また特開昭６０−２４９４７７号によれば、高周波成分
のピーク値が所定のレベル以下となったとき合焦検出領
域な撮像画面の中央部に設定し、ピーク値がそのレベル
を越えたとき再び追尾動作を開始するように構成されて
いるが、非合焦状態から合焦状態に到達したとき、目的
とする被写体が撮像画面の中央部に存在していなければ
ならない。さもなければ、撮影者が意図的に合焦する以
前より、被写体が画面中央部にくるようにカメラの向き
を変えなければならず、これらの操作を撮影動作中に行
なうことは操作を煩わしくし、誤操作の原因となる。

（問題点を解決するための手段） 本発明は上述の問題点を解決し、操作性の良好な被写体
追尾動作の可能な撮像装置を提供することを目的として
なされたもので、その特徴とするところは、撮像画面内
におりる被写体像に関する情報を検出するための検出領
域を前記撮像画面上に設定する手段と、前記被写体像の
前記撮像画面内における変位を検出して前記検出領域の
設定位置を前記被写体像に追従して変位する被写体追尾
手段と、前記撮像画面上における前記被写体像を含む画
像情報の記録を行なう記録手段に記録の開始を指示する
記録指示手段と、前記記録指示手段の動作に応じて前記
被写体追尾手段の動作を開始する制御手段とを備えた被
写体追尾装置にある。

（作用） これにより、撮影者が非合焦時から被写体が撮像画面の
中央部に入るようにカメラの向きを変える等の煩わしい
操作を行なわなくても、誤動作なく被写体に合焦検出領
域を追尾させることができる。

（実施例） 以下本発明における被写体追尾装置を、各図を参照しな
がら、カメラ一体型ビデオチープレコーグにおける自動
焦点調節装置に適用した場合について詳細に説明する。

第１図は、本発明を適用したカメラ一体型ビデオテ・−
ブレコーダのブロック図である。同図において１は撮影
レンズ、２は撮影レンズ１によって撮像面に結像された
画像情報な光電変換して映像信号を出力するたとえばＣ
ＣＤ等の撮像素子、３は撮像素子２の出力信号を所定の
１ノベルに増幅するプリアンプ、４はプリアンプ３より
出力された映像信号にガンマ補正、ブランキング処理、
同期信号の付加等の処理を施してたとえばＮＴＳＣ方式
の規格化されたテレビジョン信号に変換するプロセス回
路、５はプロセス回路４より出力されたテレビジョン信
号をモニタする電子ビューファインダである。

６はプリアンプ３より出力された映像信号中に含まれる
輝度信号の高周波成分を抽出するバンドパスフィルタ（
あるいはバイパスフィルタ）、７は撮像画面内における
所定の領域に対して合焦検出等を行なうための合焦検出
領域（所謂測距枠）を設定するゲート回路で、入力され
る映像信号にゲートをかけ、指定された合焦検出領域内
に相当する映像信号のみを通過させるように動作する。

第３図は撮像画面と合焦検出領域の関係を示す図である
。ゲート回路７は、撮像画面１００内に、合焦検出領域
１０１を設定し、その内部に相当する映像信号のみを通
過させる。ゲート回路７は後述するゲートパルス発生回
路９により、合焦検出領域の撮影画面上における設定位
置に相当する映像信号の期間のみを通過させるよう開閉
制御される。、８はゲート回路６によって抽出された合
焦検出領域内に対応する映像信号中の高周波成分の所定
の期間（たとえば１フイールド）ごとのピーク値と、そ
の撮像画面上におけるピーク検出位置を検出するピーク
検出回路で、たとえばピークホールド回路と映像信号中
の同期信号に同期し７て動作されるカウンタ、カウンタ
の計数値を記憶するメモリ等からなり、ピーク値が変わ
るたびにその時のカウンタの計数値を記憶し、撮像画面
内における位置情報として出力する。９はビーり検出回
路７より出力されたピーク情報とピーク検出位置情報に
基づいて、そのピーク検出位置が中心となるように合焦
検出領域の撮像画面上における位置を設定するゲートパ
ルスをゲート回路６へと出力するゲートパルス発生回路
で、具体的には同期信号に応じて撮像画面内における合
焦検出領域の位置に相当する映像信号のみを通過させる
べく映像信号ラインを開閉制御するものである。またゲ
ートパルスは電子ビューファインダ５へも供給され、モ
ニタ画面に合焦検出領域を表示することができる。

したがって合焦検出領域は撮像画面上において、常にそ
の高周波成分のピーク値を中心とする広がりを持つよう
に設定される（第３図参照）。

以上の合焦検出領域の位置制御は、撮像画面上において
、合焦している被写体部分については空間周波数の高周
波成分の量が多く、背景などの部分では高周波成分の量
が少な（なることから、高周波成分のピーク位置は被写
体像の中心位置に対応しているとの考えによるものであ
る。したがって、合焦検出領域は被写体像が移動しても
、これを追尾して、常に被写体像を合焦検出領域内に捕
らえるように撮像画面内を移動する。

１０は撮影レンズ］を駆動して焦点調節を行なうための
モータ、１１はピーク検出回路８より出力されたピーク
値に応じて、その値が太き（なる方向に撮影レンズ１を
移動すべ（、モータ１０を駆動制御するモータ駆動回路
である。

したがって、前述の合焦検出領域の設定と同時に、制御
周期すなわちフィールド周期で、そのピーク値が大とな
るように、焦点調節が行なわれる。

また１２はプロセス回路４より出力された映像信号を図
示しない磁気テープ等の記録媒体に記録するビデオテー
プレコーダ部、１３はビデオテープレコーダ部に動作モ
ードの選択を始めとする各種操作を行なう制御指令を出
力する操作部で、特に１３ａは記録スタンバイ状態にお
いて記録動作の開始を指示する記録トリガスイッチ、１
３ｂは記録モード（記録スタンバイ状態）を設定する記
録スイッチである。なお、本発明に直接関係のない他の
操作スイッチ等については、図示を省略する。１４は操
作部１３の各操作スイッチの操作に応じて、その指示さ
れている動作モードへと、カメラ部、ビデオチープレコ
ーグ部からなるシステム全体を総合的に制御するシステ
ムコントロール回路である。１５は、ゲートパルス発生
回路９へ、動作、非動作及び合焦検出領域の初期位置へ
のリセット動作（撮像画面の中央部を合焦検出領域の初
期位置とする）等を制御するゲート制御信号ライン、１
６はビデオテープレコーダ部１２に動作モード指令信号
を供給するとともに、ビデオテープレコーダ部より動作
状態を表わす検出信号を取り込むための制御信号バスで
ある。

本発明における撮像装置は、以上のような構成となって
おり、以下第２図に示す制御動作フローチャートをとも
に参照しながら、その機能及び動作について詳細に説明
する。

第２図のフローチャートは、本発明の撮像装置の動作を
示す。

撮影動作に際し、電源が投入され（ステップ１）、記録
媒体としての磁気テープが装填され（ステップ２）、操
作部１３の記録スイッチ１３ａが操作されると（ステッ
プ３）、システムコントロール回路１４は、ビデオテー
プレコーダ部１２を記録スタンバイモードに設定しくス
テップ４）、ゲート制御信号ライン１５によって、合焦
検出領域すなわちゲート回路７のゲート位置を第３図中
１０１ｒで示す撮像画面の中央部の初期位置に設定する
（ステップ５）。

同時に電子ビューファインダ５内においても、その合焦
検出領域の設定位置が表示される（ステップ６）。

尚、この状態において、モータ駆動回路１１は、ピーク
検出回路８の出力に基づいてモータ１０を駆動し、撮影
レンズを合焦点へと駆動すし、焦点調節動作が行なわれ
る（ステップ７゜ステップ８）。

そして、撮影者が記録トリガスイッチ１３ａを操作する
と（ステップ９）、システムコントロール回路１４は、
制御信号バス１６を介してビデオテープレコーダ部１２
を制御し、記録動作を開始する（ステップ１０）、同時
に、システムコントロール回路１４は、ゲート制御信号
ライン１５によってゲートパルス発生回路９を制御し、
前述したように、撮像画面内における映像信号の高周波
成分のピーク値検出位置に合焦検出領域を設定する被写
体自動追尾動作を開始させる。被写体追尾動作に入ると
、ピーク検出回路８は、ゲート回路７によって抽出され
た撮像画面内の合焦検出領域内における映像信号中の高
周波成分のピーク値と、その検出された撮像画面内にお
ける位置の情報を記憶する（ステップ１１）。続いてゲ
ートパルス発生回路９は、ステップ１０で検出されたピ
ーク検出位置を中心とする位置に合焦検出領域を設定す
るごと（、ゲート回路７にゲートパルスを出力する。こ
れによって合焦検出領域が映像信号の高周波成分のピー
ク位置を中心に広がりを持つ領域に設定され（ステップ
１２）。すなわち被写体の移動に追従して合焦領域も被
写体を最もよく捕らえる位置に移動されるものである。

　第３図において１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃは、そ
れぞれ合焦検出領域１０１が、ピーク検出位置の変化（
Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ）に応じて移動する梯子を表わしてい
る。

これによって、撮像画面内において、被写体の位置に変
化があっても、合焦検出領域を被写体の移動位置に追尾
させ、被写体に焦点を合わせ続けることができる。また
この被写体追尾動作の最中においても、ゲートパルス発
生回路９より出力されるゲートパルスはビューファイン
ダ５へと供給され、合焦検出領域の位置がモニタ画面内
に表示される（ステップ１３）。

また、モータ駆動回路１１は、ピーク検出回路６より出
力された合焦検出領域におけるピーク値を、前回検出し
たピーク値と比較し、ビーり値が太き（なる・方向に撮
影レンズ１を駆動し、被写体に対する焦点調節動作を行
ない（ステップ１４．ステップ１５）、ステップ９へと
戻り、記録トリガスイッチ１３ａが操作されている間中
、上述の合焦検出領域の被写体追尾動作と自動焦点調節
動作が、一定の周期（フィールド周期）で並行して行な
われる。

また、ステップ９で記録トリガスイッチ１３ａが解除さ
れたことが検出されると、ステップ３へと復帰し、シス
テムコントロール回路１４は、ゲート制御信号ライン１
５を用いてビデオテープレコーダ部を再び記録スタンバ
イ状態とした後、合焦検出領域な撮像画面の中央部に復
帰して固定し、自動焦点調節動作は行ないながら、次の
記録トリガスイツナの操作を待つ。

ステップ３で、記録スイッチ１３ｂが解除さタンバイモ
ードを解除して、制御フローを終了する。

以上が本発明の動作である。通常撮影者は、記録を行な
う時には、特別に意識しなくても、ビデオカメラを記録
スタンバイ状態とし、ビューフアイダを見て撮影しよう
とする被写体にビデオカメラを向け、被写体を撮影画面
の中央部に位置するようにカメラアングルを設定して焦
点調節を行なった後、記録トリガスイッチを操作して記
録を開始するのが自然である。

本発明はこの点に着目し、ビデオカメラの記録トリガス
イッチが操作されて記録が開始されるまでは、合焦検出
領域を撮影画面の中央部に固定して確実に被写体に合焦
させ、記録の開始とともに被写体の映像信号に含まれる
高周波成分のピーク値の検出位置を捕らえなから合焦検
出領域を移動させ、被写体の自動追尾動作を開始させる
ようにしたものである。

これによって、記録トリガスイッチ１３ａを解除して記
録スタンバイ状態となるまで、合焦検出領域は１つのシ
ーンの中の同じ被写体を追尾し、合焦状態を保持しなが
ら撮影する。すなわち１つのシーンの中の１つの被写体
を撮影している間は、目的とする被写体をは変えること
はなく、その被写体を撮影し続ける場合がほとんどであ
るから、この間にピントが大きくボケで、合焦検出領域
の追尾動作を停止させ、画面中央に合焦検出領域を設定
するような動作を行なう確率は極めて小さいと考えられ
る。

さらに、カメラ一体型ビデオカメラにおいては、映像の
記録を目的とし、記録中の映像に対しては高精度な自動
焦点調節、自動露出制御、自動利得制御が要求されるが
、記録が行なわれていない記録スタンバイ時の映像に対
しては、これらの制御動作は、さほど重要ではない。し
たがって記録スタンバイ時に合焦検出領域を撮影画面の
中央部に固定することに何隻不都合は生じない。

上述の実施例によれば、被写体の映像信号い含まれてい
る高周波成分のピーク値を捕らえ、このピーク値が存在
する撮像画面上の位置に基づいて合焦検出領域の移動す
なわち被写体追尾動作を行なったが、高周波成分のピー
ク値に限るものではなく、被写体の映像信号の微分値の
ピーク値を用いてもよ（、また被写体の映像信号中の輝
度レベルと背景の輝度レベルの差を用いることもできる
。

また、上述の実施例によれば、合焦検出領域を被写体追
尾領域と兼用しているが、これらの領域を設定するゲー
ト回路を別個に設け、被写体追尾領域に合焦検出領域を
合わせるようにしてもよい。

上述の実施例によれば、被写体追尾手段を自動焦点調節
装置の合焦領域の位置制御に適用した場合について説明
したが、前記したように、自動露出制御装置（ＡＥ）、
自動利得制御装置（ＡＧＣ）における検出領域に適用し
た場合においでも、全く同様に適用することができる。

（発明の効果） 以上述べたように、本発明における被写体追尾装置によ
れば、撮像画面内における被写体の移動に追従して検出
領域の設定位置を変位する被写体追尾手段の動作を記録
手段の記録動作に応じて開始するようにしたので、記録
動作開始時に目的とする主要被写体以外の被写体に検８
！。

領域を追尾させてしまうような誤動作を防止し得、操作
性のが良好で、動作の確実な被写体追尾装置を実現する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明における被写体追尾装置の構成を示すブ
ロック図、 第２図は本発明の制御動作を説明するためのフローチャ
ー１・。 第３図は撮像画面内における被写体追尾用検出領域の動
作を説明するための図である。 第 瓦己４束、トソウ゛スイッチ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 撮像画面内における被写体像に関する情報を検出するた
   めの検出領域を前記撮像画面上に設定する手段と、 前記被写体像の前記撮像画面内における変位を検出して
   前記検出領域の設定位置を前記被写体像に追従して変位
   する被写体追尾手段と、前記撮像画面上における前記被
   写体像を含む画像情報の記録を行なう記録手段に記録の
   開始を指示する記録指示手段と、 前記記録指示手段の動作に応じて前記被写体追尾手段の
   動作を開始する制御手段と を備えたことを特徴とする被写体追尾装置。