JPH089232A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 焦点検出範囲が変更可能な撮像装置に於い
て、被写体の移動、あるいは焦点検出範囲が小さいため
に生じるＡＦの誤動作を防ぐことにある。 【構成】 画面に映像信号を表示する電子ビユーフアイ
ンダ２４と、画面内の焦点検出範囲内に相当する映像信
号を取り込むゲート回路２７と、前記範囲を視線に応じ
て変更する視線検出回路６と、前記範囲内の映像信号中
より焦点状態に応じて変化する信号を抽出して焦点検出
を行う焦点検出手段と、前記焦点検出手段の出力に基づ
いて焦点調節を行なう焦点調節手段と、前記範囲の画面
内における位置を前記画面２４内に表示するとともに、
範囲表示手段によつて表示されている前記範囲外に相当
する映像信号に基づいて焦点調節手段の動作を制御する
マイコン２９を備えた撮像装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、画面内に指定され範囲
内の画像に対して焦点調節を行う撮像装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】ビデオ一体型カメラをはじめとする民生
用撮像機器の分野では、より簡単により高品位な画像を
得る為、様々な工夫が為されてきている。近年では標準
的に装備されているオートフォーカス（ＡＦ）は、焦点
を撮影の度に調節するという煩わしさを排除する為のも
のであって、簡単に良い画像を得るという目的を果たす
機能の端的な例であると言える。

【０００３】ところでＡＦは、カメラ等の撮像機器が云
わば「勝手に」撮影状況を判断し、その状況に適するで
あろう状態にレンズ位置を調節する機構であるから、撮
影者の撮影意図が映像に反映されない場合も発生する。

【０００４】例えば、遠くの被写体と近くの被写体が撮
像画面内に共存している場合、撮像画面全体の情報でＡ
Ｆ動作を実行すると、上記複数の被写体の内の何れかに
は合焦するであろうが、撮像機器にはそれが果たしてピ
ントを合わせたい主被写体であるかどうかの判断がつか
ない。

【０００５】このような状況を出来るだけ回避する為、
撮像画面の中央にある被写体について重点的に測距し、
その結果をもとにＡＦを実行する手法をとるのが一般的
である。これは撮影者が撮影するとき、主被写体を画面
中央に据える場合が多いことを根拠としている。そして
この手法は、主被写体を画面中央以外の場所に置いた場
合、ピントを主被写体に対して適切に調節できない場合
があるという欠点を有している。

【０００６】これに対して本出願人は、主被写体が撮像
画面内のどこにあってもそれに最適なピントや露出が得
られる様、特願平４−１５４１６５号で、ファインダを
見ている撮影者が、視線で主被写体を選択することが出
来る撮影装置を提案した。この撮影装置によれば、測距
領域を限定しながら、主被写体の位置を自由に変更する
ことが出来る。

【０００７】この場合、撮影装置が撮影者の視線位置を
検出し、その検出位置に対応させて測距領域（焦点検出
領域）を直ちに移動させ、その領域に最適なピントや露
出を得られる。

【０００８】また従来より、ビデオカメラ等の映像機に
用いられている自動焦点調節装置として、ＣＣＤ等撮像
素子から得られる映像信号の高周波成分を抽出し、その
高周波成分が最大となるようにレンズ位置を駆動して焦
点調節を行う、いわゆる山登り方式が知られている。

【０００９】本発明の出願人は、合焦点付近で不用意に
レンズが動かない様、特願平６−８９９４７号にて、映
像信号より撮像画面の合焦度を知り自動焦点調節動作を
補正するオートフォーカスシステムを提案している。こ
れによれば、映像信号中の焦点信号の最大値を輝度差成
分の最大値で正規化した値により映像の合焦度を知り合
焦点付近での高速山登り動作を規制している。

【００１０】図６のフローチヤートを用いて、上記ＡＦ
動作のアルゴリズムについて説明する。

【００１１】まずステツプ６０１でフオーカスレンズを
前後に微小振動（この動作を仮にウォブリング動作と称
する）させ、そのときの焦点信号の変化によつて合焦点
であるのか、ぼけているのかを判定する。

【００１２】ステツプ６０２で合焦点である（Ｙｅｓ）
と判定した場合は、ステツプ６０３でフォーカスレンズ
を停止し、ステツプ６０４の再起動判定ルーチンへ行
き、再起動されたかどうかの監視を行う。この再起動
は、合焦状態に到達してフオーカスレンズを停止した
後、非合焦となつたことが判定された際、再び焦点ＡＦ
動作を起動する処理である。

【００１３】ステツプ６０２でぼけている（Ｎｏ）と判
定された場合は、ステツプ６０５で前記の正規化値を取
り込み、ステツプ６０６で該正規化値が合焦と判断でき
るか否かを判定する。

【００１４】ステツプ６０６で合焦（Ｙｅｓ）と判定さ
れた場合には、高速山登り動作には移行させず、ステツ
プ６０１へと移行して再度ウオブリングを行い、合焦判
定を行う。このように、動作させることで合焦時の安定
性が増すことになる。

【００１５】ステツプ６０６で合焦でない（Ｎｏ）と判
定された場合、すなわちステツプ６０２におけるウォブ
リング判定結果も、ステツプ６０６における正規化値に
よる判定結果の両方とも合焦と判定されなかった場合に
は、ステツプ６０７に移行して、ウォブリング動作によ
る判定結果の方向に高速山登りを行う。

【００１６】そして、ステツプ６０８で合焦点すなわち
ＡＦ評価値の頂点を越えたかどうかの判定を行い、越え
ていなければステツプ６０７へ戻り高速山登りを続け、
越えていたならばステツプ６０９でその頂点に戻す。

【００１７】しかし頂点に戻す動作をしている間にパン
ニングあるいは被写体自体の移動等により被写体が変化
する場合もあるので、ステツプ６１０で頂点にフォーカ
スレンズが辿り着いたなら、次に今いるところが本当に
頂点すなわち合焦点であるかどうかを判定するためにス
テツプ６０１へ戻つてウォブリング動作を行う。

【００１８】このウォブリング動作で合焦と判定されれ
ば再起動監視を行い、合焦でないと判定されれば判定結
果の方向に高速山登り動作を行う。このような動作を繰
り返すことで絶えず合焦を維持するようにＡＦ動作が行
われる。

【００１９】ここで、前記のウォブリング動作について
図８を使って説明する。ウオブリング動作は、前述のよ
うにフオーカスレンズを光軸方向前後に微小振動してＡ
Ｆ評価値の変化を見るものであるが、蛍光灯などのフリ
ッカーがあると、動作に影響が出る。

【００２０】図８には蛍光灯などのフリッカーがない場
合とある場合とで２通りの駆動を示したが、ここで両方
の動作に共通していることはフォーカスレンズをある方
向に駆動し、信号が増加した場合はそのままの駆動方向
を変えず、信号が減少した場合は駆動方向を反転させ
る。詳細は特願平６−８９９４７号に詳細に記載されて
いる。

【００２１】つまり、常時合焦信号の大きくなる方へフ
ォーカスレンズが駆動される。このように制御されるこ
とでウォブリング動作中は合焦点の方向に絶えず駆動さ
れるため、速度は遅いがウォブリング動作を繰り返すだ
けでも最終的には合焦点に達することができる。

【００２２】

【発明が解決しようとする課題】上述のような画面内に
おいて焦点検出範囲を変更可能な撮像装置においては、
ＡＦ情報の取り込み領域は撮像画面中に取り込み領域を
示す表示と同一の領域のみであった。取り込み領域を示
す表示は画面に対して大きすぎると被写体選択の自由度
が無くなり、撮影者から取り込み領域移動による被写体
選択能力を奪うことになるので、できるだけ小さくする
ことが望ましい。

【００２３】しかし、あまりに小さすぎると撮影者が撮
影したい被写体上に取り込み領域の表示が安定しないと
いうことが起こる。そこで、それらを考慮した大きさの
取り込み領域が設定されている。

【００２４】しかしながら上記の例に従うと、以下の様
な欠点を有することになる。

【００２５】図５（ａ）で５０１，５０２は同一被写体
であり、５０１から５０２へ矢印のように移動したもの
とする。５０３は、ＡＦ評価値取り込み領域すなわち焦
点検出範囲であり同時に撮像画面に重畳される表示領域
でもある。

【００２６】被写体が５０１にいるときは、被写体は焦
点検出範囲５０３内にいるが、５０２へ移動すると焦点
検出範囲外に出てしまう。そのため、ＡＦ評価値が変動
しＡＦはピントがぼけたと誤認し高速で山登りを開始し
てしまう。そのため、被写体５０２はフォーカスレンズ
の移動によりぼけてしまう。

【００２７】本発明は上記欠点を解消する為になされた
ものであって、本願の課題は、特に前記ＡＦ評価値を取
り込む焦点検出範囲が変更可能な撮像装置に於いて、焦
点検出範囲が移動する、あるいは焦点検出範囲が小さい
ために生じるＡＦの誤動作を防ぐことにある。

【００２８】

【課題を解決する為の手段及び作用】上述の課題を解決
するために、本願の請求項１に記載の発明によれば、画
面に映像信号を表示する表示手段（実施例ではＬＣＤ表
示回路２３，電子ビユーフアインダ２４に相当する）
と、前記画面内の所定の範囲（実施例では焦点検出領域
に相当する）内に相当する映像信号を取り込む映像信号
取り込み手段（実施例ではＡＦ評価値処理回路２６ない
のゲート回路２６１，２６３，２６５に相当する）と、
前記範囲を変更する範囲設定手段（実施例では枠生成回
路２７に相当する）と、前記範囲設定手段を制御して前
記範囲の前記画面内における設定位置を変更する指示手
段（実施例では視線検出回路６に相当する）と、前記映
像信号取り込み手段によつて取り込まれた前記範囲内の
映像信号中より焦点状態に応じて変化する信号を抽出し
て焦点検出を行う焦点検出手段（実施例ではＡＦ評価値
処理回路２６内のＡＦ評価値生成回路２６２，２６４，
２６６に相当する）と、前記焦点検出手段の出力に基づ
いて焦点調節を行なう焦点調節手段（実施例ではドライ
バ１８，モータ１７に相当する）と、前記範囲の前記画
面内における位置を前記表示手段によつて表示される映
像信号に重畳させて表示する範囲表示手段（実施例では
枠生成回路２７，ＬＣＤ表示回路２３，電子ビユーフア
インダ２４に相当する）と、前記範囲表示手段によつて
表示されている前記範囲外に相当する映像信号に基づい
て前記焦点調節手段の動作を制御する制御手段（実施例
ではマイコン２９に相当する）とを備えた構成とする。

【００２９】これによつて、被写体が画面内に表示され
ている焦点検出可能な範囲から出てしまつた場合、ある
いは境界近傍で出入りを繰り返すような場合でも、安定
した焦点検出動作が可能となる。

【００３０】また表示されている画面に表示されている
焦点検出可能な範囲外に被写体が出ても、ただちに焦点
調節動作が変位しないようにし、焦点外れに対して撮影
者に与える応答特性と、実際の焦点制御動作における応
答特性とを異ならせたので、撮影者の操作感覚を安定化
でき、撮影者の負担を軽減することができる。

【００３１】また本願の請求項２に記載の発明によれ
ば、前記制御手段は、前記範囲内における映像信号から
合焦状態が得られないとき、前記範囲設定手段を制御し
て前記範囲（実施例では焦点検出領域５０３に相当す
る）に隣接する所定の外部範囲（実施例では焦点検出領
域５０４，５０５に相当する）内に相当する映像信号を
抽出し、該外部範囲内に相当する信号に基づいて焦点検
出を行うごとく制御するように構成する。

【００３２】これによつて、被写体が画面内に表示され
ている焦点検出領域から出てしまつた場合、特に水平方
向における移動に対して、ただちに高速山登りに入って
しまうことがなく、安定した焦点検出動作が可能とな
る。

【００３３】また本願の請求項３の発明によれば、前記
制御手段は、前記範囲（実施例では焦点検出領域５０３
に相当する）を挾んで左右に外部領域（実施例では焦点
検出領域５０４，５０５に相当する）を設定し、該外部
範囲内に相当する映像信号を抽出し、該外部範囲内に相
当する信号に基づいて焦点検出を行うごとく制御するよ
うに構成する。

【００３４】これによつて、被写体が画面内に表示され
ている焦点検出領域から出てしまつた場合、特に水平方
向における移動に対して、ただちに高速山登りに入って
しまうことがなく、安定した焦点検出動作が可能とな
り、撮影者の操作感覚を安定化でき、撮影者の負担を軽
減することができる。

【００３５】

【実施例】以下、本発明における撮像装置を各図を参照
しながら、その実施例について詳細に説明する。

【００３６】図１は本発明の第１の実施例の基本構成ブ
ロツク図である。本実施例ではビデオ一体型カメラに本
発明を用いた場合について説明を行う。

【００３７】第１の実施例は、焦点検出領域の設定位置
を移動している間は、ＡＦ動作を禁止して、意図しない
被写体像に合焦することによつてＡＦに誤動作を生じる
ことを防止するものである。

【００３８】同図に於いてＥＹＥは操作者のビデオ一体
型カメラのフアインダを除く眼球を示し、１は視線検出
装置ブロツクを示す。２は操作者のフアインダ画面内の
視線位置を検出する為、眼球に赤外線を照射する赤外発
光ダイオード（ＩＲＥＤ）、３は後述の視線検出回路６
の支持によつて赤外発光ダイオードを駆動するドライ
バ、４は眼球ＥＹＥで反射した赤外発光ダイオード２か
らの赤外線を受光する受光センサでたとえばＣＣＤが用
いられる。５は受光センサ４の出力信号を増幅する増幅
器、６は増幅器５の出力信号に基づいて操作者の眼球Ｅ
ＹＥの視線位置を解析する視線検出回路である。

【００３９】そしてこの視線検出装置は、操作者の眼球
にＩＲＥＤ２より赤外線を照射し、その反射光をＣＣＤ
３で受光し、その眼球像を視線検出回路６で解析するこ
とによつてフアインダ画面内における注視点を検出する
ものである。

【００４０】またこの視線検出装置６は、本実施例で
は、ビデオ一体型カメラのフアインダ内にユニツト化さ
れて配されている。

【００４１】したがつて視線検出装置付きビユーフアイ
ンダユニツトとして、フアインダ画面に表示された画像
を注視することにより、各種制御を行うことができ、汎
用性も高く、ビデオカメラ以外の分野でも、制御、選択
に用いる画像を表示する表示画面と、その画面内におけ
る注視点を検出する視線検出装置を備えた視線検出ユニ
ツトとして広く応用できる。

【００４２】ＯＢは被写体、７は撮影レンズ光学系、８
は固定の第１群レンズ、９は変倍レンズ、１０は絞り、
１１は固定の第３群レンズ、１２は焦点調節を行うとと
もに変倍動作時のピント面移動を補正する補正機能を兼
ね備えたフォーカスコンペレンズであり、これらによつ
て撮影レンズ光学系が構成されている。

【００４３】また１３は変倍レンズ９を移動する変倍レ
ンズモータ、１４は変倍レンズモータ９を駆動する変倍
レンズドライバ、１５は絞り１０を駆動して開口量を制
御するＩＧメータ、１６はＩＧメータを駆動するＩＧド
ライバ、１７はフオーカスコンペレンズを移動するフオ
ーカスコンペレンズモータ、１８はフオーカスコンペレ
ンズモータを駆動するフオーカスコンペレンズドライバ
である。

【００４４】１９はＣＣＤ等の撮像素子、２０は撮像素
子１９より出力された撮像信号を所定のレベルに増幅す
る増幅器、２１は増幅器２０の出力信号より輝度信号と
色信号を生成するとともに、ブランキング処理，同期信
号の付加，ガンマ補正等の信号処理を施して規格化され
たテレビジヨン信号に変換するカメラ信号処理ブロツ
ク、２２は増幅器、２３は増幅器２２より出力されたテ
レビジヨン信号を液晶モニタ等で構成された電子ビユー
フアインダを駆動して表示するためのＬＣＤ表示回路、
２４液晶モニタによる電子ビユーフアインダである。電
子ビユーフアインダ２４はたとえばＣＲＴでもよい。

【００４５】またカメラ信号処理ブロツク２１より出力
されたテレビジヨン信号は、図示しないビデオテープレ
コーダへと供給され、磁気テープ等に記録される。また
ＶＴＲによつて再生された画像情報をＬＣＤ表示回路２
３へと供給することにより、電子ビユーフアインダ２４
にて再生することができる。

【００４６】２５は増幅器２０を介して撮像素子１９よ
り出力された撮像信号に対して、後述の枠生成回路２７
の指令に基づいて画面内に設定された所定の測光領域内
に相当する撮像信号をサンプリングするゲート回路を有
し、その測光領域内の映像信号の輝度レベルが一定とな
るようにＩＧドライバ１６を制御してＩＧメータ１５を
駆動し、絞り１０の開口量を調節して撮像光量を適切に
保つ為の絞り制御回路である。

【００４７】尚、絞り制御回路２５内には、前記測光領
域内に相当する撮像信号をサンプリングするためのゲー
ト回路、測光領域内の撮像信号の輝度レベルの平均値を
求めるための積分回路等が含まれている。

【００４８】また絞り制御は、測光領域内の撮像信号の
みを用いれば、部分測光あるいはスポツト測光となり、
測光領域内の信号の重み付けを大きくし、測光領域以外
の領域の重みを小さくして平均する方法をとれば、中央
重点測光となる。さらに画面内に複数の測光領域を設定
し、それぞれに複数の重み付けを施せば所謂の多分割測
光となる。

【００４９】２６は増幅器２０を介して撮像素子１９よ
り出力された撮像信号中より例えば焦点状態に応じてレ
ベルが変化する高周波成分等の焦点評価用の信号を生成
する為のＡＦ評価値処理回路である。

【００５０】このＡＦ評価値処理回路２６内には、撮像
信号中の前記高周波成分を抽出するバンドパスフイル
タ，後述の枠生成回路の指令に基づいて画面内に設定さ
れた焦点検出に用いる所定の領域すなわち焦点検出領域
（測距領域）内に相当する撮像信号のみを通過させてサ
ンプリングするゲート回路が設けられている。

【００５１】２７はＡＦ評価値処理回路２６や絞り制御
回路２５内に設けられた、それぞれ焦点検出領域，測光
領域を設定するためのゲート回路の開閉タイミングを制
御するゲート信号を発生するための枠生成回路で、前記
各ゲート回路の開閉タイミングを制御することにより、
撮像画面の映像情報を取り込むときの取り込み領域の位
置及び大きさを自在に設定することができる。

【００５２】また枠生成回路２７は焦点検出領域や測光
領域をフアインダ画面内に表示するため、ＬＣＤ表示回
路２３に領域表示信号を出力しており、これによつて増
幅器２２からの映像信号に焦点検出領域や測光領域の表
示信号を重畳して電子ビユーフアインダ２４の画面に表
示することができる。

【００５３】２９はＡＦ評価値処理回路２６の出力信号
や変倍レンズ９の駆動に基づいてフオーカスコンペレン
ズを制御してフオーカシングや変倍時のピント補正を実
行するとともに、後述の視線検出情報に基づいて焦点検
出領域や測光領域の画面内における位置を変更すべく枠
生成回路２７を制御する制御用マイクロコンピユータ
（以下マイコンと称す）である。

【００５４】またマイコン２９は、視線検出回路６を制
御するとともに、視線検出回路６より操作者の視線位置
の情報を受け取り、焦点検出領域や測光領域の移動や、
その他の視線検出を用いた制御を行う。

【００５５】また２８は視線検出用のセンサであるＣＣ
Ｄを駆動するドライバである。

【００５６】図２は図１の視線検出装置ブロツク１の詳
細な構成図である。同図に於いて、図１と同等の機能を
有するブロツクには図１と同じ番号を付して説明する。

【００５７】ＩＲＥＤドライバ３は視線検出回路６から
の制御信号によってＩＲＥＤ２を駆動して発光させる。
ＩＲＥＤは２個設けられている。ＩＲＥＤ２から発せら
れた赤外光は眼球ＥＹＥで反射し、その反射赤外光は接
眼レンズ１０１を介して赤外光だけを反射し可視光は透
過させるダイクロイツクミラー１０２に至る。

【００５８】ダイクロイツクミラー２０２で反射され光
路を変更された反射赤外光は、結像レンズ１０３を介し
て視線検出センサとしてのＣＣＤイメージセンサ４の撮
像面に結像される。２８はＣＣＤイメージセンサ４を駆
動する回路であり、後述の視線検出回路６によつて所定
のサンプリング周期で駆動され、蓄積，読み出しを繰り
返し行う。

【００５９】ＣＣＤ４に入射された眼球反射光は、電気
信号に変換され、増幅器５を介して視線検出回路６へと
供給される。眼球ＥＹＥは電子ビユーフアインダ２４の
表示画面を見ており、ＣＣＤ４の撮像画面と電子ビユー
フアインダ２４の画面とは互いに対応しており、ＣＣＤ
４の撮像画面内における注視点を求めれば、電子ビユー
フアインダ２４の表示画面内における注視点を検出する
ことができる。

【００６０】この視線検出置ブロツクの構成により、視
線検出回路６では、増幅器５の出力信号から電子ビユー
フアインダの表示画面内における視線位置座標を検出す
る。そして検出された視線位置座標情報は、マイコン２
９へと伝送される。

【００６１】尚、視線ＣＣＤ４の出力に基づいて、視線
位置座標を演算する手段としては種々の方式があるが、
たとえば本出願人によつて出願された特願平３−２１８
５７４号、特願平４−１５４１６５号に開示した方式を
用いることができる。

【００６２】またＣＣＤ４の駆動と、ＩＲＥＤの発光
は、視線検出回路６によつて所定のサンプリング周期で
実行され、注視点のサンプリングが行われる。

【００６３】図１の構成によるビデオ一体型カメラは、
そのＡＦ方式として所謂テレビジヨンＡＦ方式（ＴＶ−
ＡＦ方式と称す）すなわち撮像信号中のＡＦ評価値処理
回路２６内のバンドパスフイルタによつて高周波成分を
取り出し、この高周波成分レベルが極大になるようにマ
イコンで２９でフオーカスモータ駆動方向及び駆動速度
を演算し、フオーカスコンペレンズドライバ１８を介し
てフオーカスコンペレンズモータ１７を駆動し、フォー
カスコンペレンズ１２を光軸方向に移動させる焦点調節
方式を用いている。

【００６４】このＡＦ方式では、上述のように映像信号
に含まれる高周波成分を検出するため、ＡＦ評価値処理
回路２６に取り込む映像信号にはエツジ部分（レベル変
化部分）が含まれていなければならない。即ち最低でも
１水平走査線分の映像信号を用いなければならないが、
実用上は所定面積の取り込み領域を必要とする。この領
域は焦点検出領域（測距領域）である。

【００６５】図３はマイコン２９によって上記焦点検出
領域が定義された後、実際に映像信号を取り込むための
ゲート処理を行う回路構成を示すブロツク図であり、主
にＡＦ評価値処理回路２６，枠生成回路２７内の構成を
示すものである。

【００６６】枠生成回路２７は増幅器２０より出力され
る映像信号をゲートし、画面内の所定の位置に相当する
映像信号を走査しているとき、ＡＦ評価値処理回路，絞
り制御回路２５内のゲート回路をＯＮにして、その領域
内の信号のみを取り出すものである。本実施例では、焦
点検出領域を、面の略中央と、その両側に隣接して左右
の領域を形成することができる。

【００６７】図３において、ＡＦ評価値処理回路２６内
には、画面内の中央部に主たる中央焦点検出領域Ｃを設
定するためのＡＦゲート回路２６３、中央焦点検出領域
Ｃの左右にそれぞれ左右の焦点検出領域Ｌ，Ｒを設定す
るためのＡＦゲート回路２６１，２６５が設けられ、後
述する枠生成回路２７内のゲートパルス発生回路２７
３，２７２，２７４より発生された各ゲートパルスによ
つて閉成されている期間のみ、増幅器２０より出力され
た映像信号を後続の回路へと通過させる。

【００６８】各ＡＦゲート回路２６３，２６１，２６５
の後段には、それぞれ抽出された映像信号中より焦点状
態によつて変化する所定の信号成分を抽出してＡＦ評価
値を出力するＡＦ評価値生成回路２６４，２６２，２６
６が接続されている。

【００６９】これらのＡＦ評価値生成回路は、映像信号
中より焦点状態に応じて変化する高周波成分を検出する
バンドパスフイルタ、バンドパスフイルタによつて抽出
された高周波成分のピーク値を検出するピークホールド
回路等から構成されており、本実施例では、高周波成分
のピークホールド値及びこの高周波成分のピークホール
ド値を輝度差で割つて正規化することによつて輝度の影
響を除去した正規化値を出力するものとする。

【００７０】これによつて、ＡＦ評価値処理回路２６か
らは、画面の中央部の焦点検出領域Ｃ及びをの両側に隣
接する左右の焦点検出領域Ｌ，Ｒ内における画像の焦点
状態を検出することができる。

【００７１】またＡＦゲート回路２６３，２６１，２６
５を選択的に動作させることにより、画面内において使
用する焦点検出領域を選択することができるとともに、
ＡＦゲート回路２６３，２６１，２６６の開閉タイミン
グを変更することにより、画面内における焦点検出領域
の位置及び大きさを変更することができる。

【００７２】一方、枠生成回路２７内の構成について見
ると、ＡＦ評価値処理回路２６内の中央部の焦点検出領
域Ｃを形成するＡＦゲート回路２６３の開閉を制御する
ためのゲートパルスを発生する中央ゲートパルス発生回
路２７３，左焦点検出領域Ｌを形成するＡＦゲート回路
２６１の開閉を制御するためのゲートパルスを発生する
左ゲートパルス発生回路２７２，右焦点検出領域Ｒを形
成するＡＦゲート回路２６５の開閉を制御するためのゲ
ートパルスを発生する右ゲートパルス発生回路２７４が
それぞれ設けられるとともに、中央焦点検出領域を画面
に表示するための枠発生回路２７１が設けられている。

【００７３】またマイコン２９より供給された焦点検出
領域の大きさと画面内の位置に関する情報に基づいて、
中央ゲートパルス発生回路２７３を制御してＡＦゲート
回路２６３を開閉するためのゲートパルスを発生させる
とともに、枠発生回路２７１に上記中央焦点検出領域を
画面に表示するための枠信号を発生させＬＣＤ表示回路
２３へと出力させるゲートタイミング発生回路２７５が
設けられている。

【００７４】また同じくマイコン２９より供給された焦
点検出領域の大きさと画面内における位置に関する情報
に基づいて、それぞれ左ゲートパルス発生回路２７２，
右ゲートパルス発生回路２７４を制御して左ＡＦゲート
回路２６１，右ＡＦゲート回路２６５を開閉するための
ゲートパルスを発生させるゲートタイミング発生回路２
７６，２７７が設けられている。

【００７５】これらのゲートタイミング発生回路２７
６，２７７はそれぞれ中央焦点検出領域Ｃの左右両側に
隣接して左右の焦点検出領域Ｌ，Ｒを形成するように動
作するものである。

【００７６】以上の構成によつて、マイコン２９より供
給された各焦点検出領域の大きさと画面内における位置
に関する情報に基づいて、それぞれ中央焦点検出領域及
びその両側に隣接する左右の焦点検出領域を設定するこ
とができる。

【００７７】すなわちゲートタイミング発生回路２７５
は、マイコン２９より供給された焦点検出領域の大きさ
と画面内における位置に関する情報に基づき、前記画面
内の中央部に焦点検出領域を設定，表示するためのゲー
トタイミングパルスを発生して枠信号発生回路２７１へ
と伝送し、枠信号発生回路２７１はそのゲートタイミン
グパルスに基づいて、枠表示信号をＬＣＤ表示回路２３
へと供給し、増幅器２２からの映像信号に重畳して電子
ビユーフアインダ２４の画面に焦点検出領域を示す枠を
表示する。

【００７８】またゲートタイミング発生回路２７５より
出力されたゲートタイミングパルスは、画面中央に焦点
検出領域を設定するためのゲートパルスを発生するＡＦ
ゲートパルス発生回路２７３へも供給され、ＡＦゲート
パルス発生回路２７３はそのゲートタイミングパルスに
基づいて発生した中央焦点検出領域Ｃ設定用のゲートパ
ルスでＡＦ評価値処理回路２６内のＡＦゲート回路２６
３を開閉制御し、中央焦点検出領域Ｃ内におけるＡＦ評
価値を取り込み可能となす。

【００７９】同様に、枠生成回路２７内部の左右の焦点
検出領域設定用のゲートタイミング発生回路２７６，２
７７に、マイコン２９から、ゲートタイミング発生回路
２７５へ伝送した中央焦点検出領域の左右の焦点検出領
域の大きさと位置に関する情報が伝送される。

【００８０】そしてゲートタイミング発生回路２７６，
２７７ではこの情報に基づいて、左右のＡＦ用取り込み
領域に相当するゲートパルスを発生する左，右ＡＦゲー
トパルス発生回路２７２，２７４にゲートタイミング信
号を出力する。

【００８１】これによつて、増幅器２０より出力された
映像信号中の、それぞれ中央，左右の焦点検出領域内に
おける信号がＡＦ評価値生成回路２６４，２６２，２６
６へと供給され、中央，左右の焦点検出領域内のＡＦ評
価値を取り込むことができ、画面内の領域表示は、中央
焦点検出領域Ｃについてのみ行なわれる。

【００８２】尚、マイコン２９から、各焦点検出領域の
位置及び大きさの情報を個々に供給してもよいが、中央
の焦点検出領域Ｃの位置、大きさの情報を供給すれば、
左右のゲートタイミング発生回路２７６，２７７でゲー
トタイミングを変更することにより、容易に左右の焦点
検出領域の設定を行うことができる。

【００８３】図４（ｂ）は一般に用いられているＡＦ評
価値取り込み用の焦点検出領域の一例を示す図である。

【００８４】同図において、４０１は撮像画面、４０４
はＡＦ評価値取り込み用の焦点検出領域である。

【００８５】撮影者は主として撮影したい被写体（主被
写体）を画面中央に置いて撮影する機会が多い。また前
述のように、主被写体を撮影するときに別の被写体の影
響を受けにくくする為、ＡＦ評価値を取り込むための焦
点検出領域は、全撮影画面よりも狭くなっているのが一
般的である。このような理由により、上記取り込み領域
は４０４に示されるような略中央位置に固定されてい
る。

【００８６】しかしながら撮影者は主被写体を常に画面
中央に固定して撮影するとは限らず、画面中央にない主
被写体を撮影する為には、上記焦点検出領域を撮影画面
上で移動させなくてはならない。

【００８７】そこで図１において、視線検出回路６から
マイコン２９へと伝送された視線位置座標情報をもと
に、マイコン２９では撮影者が見ている位置に上記焦点
検出領域を移動させるべく、枠生成回路２７へと焦点検
出領域の大きさ及び位置座標情報を伝送する。

【００８８】枠生成回路２７では、前述のように、画面
内の指定された位置に焦点検出領域を移動させるべく、
ＡＦ評価値制御回路２６内の各ＡＦゲート回路の開閉タ
イミングを操作し、かつ中央焦点検出領域に相当する部
分を電子ビユーフアインダ２４の画面に表示させるべ
く、焦点検出領域の該当部を示す枠表示信号をＬＣＤ表
示回路２３へと伝送する。

【００８９】ＬＣＤ表示回路２３では、増幅器２０から
の映像信号と枠生成回路２７からの表示信号を重畳して
電子ビユーフアインダ２４に表示する。

【００９０】この時、電子ビユーフアインダ２４の画面
に映し出される映像の様子を図４（ａ）に示す。同図に
おいて、４０３は視線検出回路６によつて検出された現
在の撮影者の視点の位置である。

【００９１】この位置を中心として４０２の様なＡＦ評
価値取り込み用の焦点検出領域を設定し、マイコン２９
から枠生成回路２７を介して中央ＡＦゲート回路２６３
を操作すると共に、その対応するＯＮ領域に対応する焦
点検出領域を図４（ａ）の４０２の様に表示する。

【００９２】次に例えば撮影者が４０５の位置に視点を
移したとすると、同様の方法により４０５を中心とする
取り込み領域を４０６のごとく設定し、４０２の表示を
４０６に移動する。

【００９３】上述のような方法をとることによって、撮
影者が見ている被写体にピントを合わせることが可能に
なるが、ビデオカメラで良好な撮影する場合には、被写
体に対して適切な焦点調節を行うことはもちろん、露出
調整も並行して行うことが望ましい。

【００９４】そこで図１に於いて、枠生成回路２７から
絞り制御回路２５へも焦点検出領域の設定ＡＦ取り込み
領域を設定する信号を伝送する。これによつてＡＦだけ
でなく、同時にＡＥについても、撮影者が見ている位置
に測光情報取り込み領域を移動してその部分の測光情報
に基づいた露出調整を行うことが可能になる。

【００９５】ここで本発明の動作を図５（ｂ）を用いて
さらに説明する。

【００９６】同図において、５０１，５０２は同一被写
体であり、被写体が５０１から５０２へと矢印のように
移動したものとする。

【００９７】５０３，５０４，５０５は、ＡＦ評価値取
り込み用の焦点検出領域であり、５０３は、図３で説明
したように撮像画面に表示した中央焦点検出領域と同一
の領域である。また５０４，５０５は、図３で説明した
ように、画面に表示した中央焦点検出領域Ｃの左右に隣
接して設定される左右の焦点検出領域Ｌ，Ｒである。

【００９８】被写体が５０１にいるときは、被写体は焦
点検出領域５０３内に位置しており、５０２へ移動して
も取り込み領域５０５には入っている。そのため、５０
３内のＡＦ評価値が変動しＡＦはピントがぼけたと誤認
しても、５０５が合焦らしいと判断できれば、直ちに高
速山登りを行ってサーチを行うことなく、高速の山登り
を禁止することができる。そのため、被写体５０２がフ
ォーカスレンズの高速山登りへの移動によりぼけてしま
うことはない。

【００９９】次に、図７を用いて本発明のＡＦ動作のア
ルゴリズムについて説明する。尚、図６と同じ処理を行
うステップについては、同一符号を付す。

【０１００】処理を開始すると、まずステツプ６０１で
ウォブリング動作を行い、その結果に基づいて、ステツ
プ６０２で合焦点であるのか、ぼけているのかを判定す
る。

【０１０１】これによつて、被写体が画面内に表示され
ている焦点検出領域から出てしまつた場合、特に水平方
向における移動に対して、ただちに高速山登りに入って
しまうことがなく、安定した焦点検出動作が可能とな
る。たかどうかの監視を行う。

【０１０２】ステツプ６０２の判定の結果、合焦でな
く、ぼけている場合は、ステツプ６０５で前記の正規化
値を取り込み、ステツプ６０６で該値から合焦判定を行
う。

【０１０３】ステツプ６０６の判定の結果、合焦と判定
できる場合は、高速山登り動作には移行させず、ステツ
プ６０１へと移行させ、再度ウオブリング動作を行って
合焦判定を行う。このように動作させることで合焦時の
安定性が増すことになる。

【０１０４】ステツプ６０２，６０６で、ウォブリング
判定結果も正規化値も両方とも合焦と判定されなかった
場合は、ステツプ７０１の処理へと移行する。そしてこ
の処理が本発明の要点となるところである。

【０１０５】すなわちステツプ７０１で、中央焦点検出
領域Ｃの両側の画面に表示されていない左右の焦点検出
領域Ｌ，Ｒ内のＡＦ評価値を輝度差で正規化した正規化
値が合焦であるか否かを判定し、合焦と判定された場合
は、高速山登り動作には移行させず、ステツプ６０１へ
と移行する。

【０１０６】この処理は、言い換えれば、中央焦点検出
領域Ｃ内における映像信号に合焦状態を外れたと判定さ
れたとき、その表示されている中央焦点検出領域Ｃ（５
０３）の左右に形成された焦点検出領域Ｌ，Ｒ（５０
４，５０５）へと拡張するものであり、表示は変更せず
に、焦点検出領域を拡張するので、撮影者には意識させ
ずに焦点検出の安定化を図ることができ、撮影者に不要
な操作上の負担（たとえば表示が変化する度に注視点を
意識的に変更あるいは、特定の領域を厳格に注視しよう
とする行動等）を軽減することができる。これは、ＡＦ
動作の安定化だけでなく操作性の向上に効果的である。

【０１０７】このように動作させることで図５のように
被写体が移動し、焦点検出領域から出て行ってしまった
ときの安定性が増すことになる。

【０１０８】そしてウォブリング判定結果も３つの取り
込み領域の正規化値も全て合焦と判定されなかった場
合、ステツプ６０７でウォブリング動作による判定結果
の方向に高速山登りを行う。

【０１０９】そして、ステツプ６０８で合焦点すなわち
ＡＦ評価値の頂点を越えたかどうかの判定を行い、越え
ていなければステツプ６０７へ戻り高速山登りを続け、
越えていたならば６０９でその頂点に戻す。

【０１１０】しかし頂点に戻す動作をしている間にパン
ニング等により被写体が変化する場合もあるので、ステ
ツプ６１０で頂点にフォーカスレンズが辿り着いたなら
次にいまいるところが本当に頂点すなわち合焦点である
かどうかを判定するために６０１へ戻りウォブリング動
作を行う。

【０１１１】このウォブリング動作で合焦と判定されれ
ば再起動監視を行い、合焦でないと判定されれば判定結
果の方向に高速山登り動作を行う。このような動作を繰
り返すことで絶えず合焦を維持するようにＡＦは動作す
る。

【０１１２】なお、ウォブリング動作のままでも合焦点
に達することができるのは、前述の通りである。

【０１１３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明における請
求項１に記載の発明によれば、画面内に表示されている
主たる焦点検出領域を可変とするとともに、前記焦点検
出領域外に別個に設定された取り込み領域の情報によ
り、ＡＦ動作を制御することにより、取り込み領域が移
動、あるいは取り込み領域が小さいために生じるＡＦの
誤動作を防ぐことができる。

【０１１４】これによつて、被写体が画面内に表示され
ている焦点検出可能な範囲から出てしまつた場合、ある
いは境界近傍で出入りを繰り返すような場合でも、安定
した焦点検出動作が可能となる。

【０１１５】また表示されている画面に表示されている
焦点検出可能な範囲外に被写体が出ても、ただちに焦点
調節動作が変位しないようにし、焦点外れに対して撮影
者に与える応答特性と、実際の焦点制御動作における応
答特性とを異ならせたので、撮影者の操作感覚を安定化
でき、撮影者の負担を軽減することができる。

【０１１６】また本願の請求項２に記載の発明によれ
ば、前記制御手段は、前記範囲内における映像信号から
合焦状態が得られないとき、前記範囲設定手段を制御し
て前記範囲に隣接する所定の外部範囲内に相当する映像
信号を抽出し、該外部範囲内に相当する信号に基づいて
焦点検出を行うごとく構成したので、被写体が画面内に
表示されている焦点検出領域から出てしまつた場合、特
に水平方向における移動に対して、ただちに高速山登り
に入ってしまうことがなく、安定した焦点検出動作が可
能となる効果を有する。

【０１１７】また本願の請求項３の発明によれば、前記
制御手段は、前記範囲を挾んで左右に外部領域を設定
し、該外部範囲内に相当する映像信号を抽出し、該外部
範囲内に相当する信号に基づいて焦点検出を行うごとく
制御するように構成したので、被写体が画面内に表示さ
れている焦点検出領域から出てしまつた場合、特に水平
方向における移動に対して、ただちに高速山登りに入っ
てしまうことがなく、安定した焦点検出動作が可能とな
り、撮影者の操作感覚を安定化でき、撮影者の負担を軽
減することができる効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の構成を示すブロツク図であ
る。

【図２】図１において、視線検出ブロツク１の構成を示
すブロツク図である。

【図３】図１において、ＡＦ評価値処理回路２６，枠生
成回路２７の構成及び動作を説明するためのブロツク図
である。

【図４】焦点検出領域の表示を説明するための図であ
る。

【図５】視線検出座標、焦点検出領域の設定状態及び表
示状態を説明するための図である。

【図６】本発明の前提となる焦点検出処理を示すフロ−
チャ−トである。

【図７】本発明の処理を示すフロ−チャ−トである。

【図８】ウオブリング動作を説明するための図である。

【符号の説明】

１ 視線検出ブロツク ６ 視線検出回路 ７ レンズユニツト ２３ ＬＣＤ表示回路 ２４ 電子ビユーフアインダ ２５ 絞り制御回路 ２６ ＡＦ評価値処理回路 ２７ 枠生成回路 ２９ マイコン ２６１，２６３，２６５ ＡＦ評価値処理回路２６内の
ゲート回路 ２６２，２６４，２６６ ＡＦ評価値生成回路 ２７１ 枠発生回路 ２７２，２７３，２７４ 左，中央，右ゲートパルス発
生回路 ２７５，２７６，２７７ 中央，左，右ゲートタイミン
グ発生回路

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画面に映像信号を表示する表示手段と、 前記画面内の所定の範囲内に相当する映像信号を取り込
   む映像信号取り込み手段と、 前記範囲を変更する範囲設定手段と、 前記範囲設定手段を制御して前記範囲の前記画面内にお
   ける設定位置を変更する指示手段と、 前記映像信号取り込み手段によつて取り込まれた前記範
   囲内の映像信号中より焦点状態に応じて変化する信号を
   抽出して焦点検出を行う焦点検出手段と、 前記焦点検出手段の出力に基づいて焦点調節を行なう焦
   点調節手段と、 前記範囲の前記画面内における位置を前記表示手段によ
   つて表示される映像信号に重畳させて表示する範囲表示
   手段と、 前記範囲表示手段によつて表示されている前記範囲外に
   相当する映像信号に基づいて前記焦点調節手段の動作を
   制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする撮像装
   置。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記制御手段は、前
   記範囲内における映像信号から合焦状態が得られないと
   き、前記範囲設定手段を制御して前記範囲に隣接する所
   定の外部範囲内に相当する映像信号を抽出し、該外部範
   囲内に相当する信号に基づいて焦点検出を行うごとく制
   御するように構成されていることを特徴とする撮像装
   置。
3. 【請求項３】 請求項２において、前記制御手段は、前
   記範囲を挾んで左右に外部領域を設定し、該外部範囲内
   に相当する映像信号を抽出し、該外部範囲内に相当する
   信号に基づいて焦点検出を行うごとく制御するように構
   成されていることを特徴とする撮像装置。