JPH065908B2 - カメラにおける自動追尾装置 - Google Patents
カメラにおける自動追尾装置Info
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- JPH065908B2 JPH065908B2 JP59111962A JP11196284A JPH065908B2 JP H065908 B2 JPH065908 B2 JP H065908B2 JP 59111962 A JP59111962 A JP 59111962A JP 11196284 A JP11196284 A JP 11196284A JP H065908 B2 JPH065908 B2 JP H065908B2
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S3/00—Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received
- G01S3/78—Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received using electromagnetic waves other than radio waves
- G01S3/782—Systems for determining direction or deviation from predetermined direction
- G01S3/785—Systems for determining direction or deviation from predetermined direction using adjustment of orientation of directivity characteristics of a detector or detector system to give a desired condition of signal derived from that detector or detector system
- G01S3/786—Systems for determining direction or deviation from predetermined direction using adjustment of orientation of directivity characteristics of a detector or detector system to give a desired condition of signal derived from that detector or detector system the desired condition being maintained automatically
- G01S3/7864—T.V. type tracking systems
- G01S3/7865—T.V. type tracking systems using correlation of the live video image with a stored image
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- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
- H04N23/60—Control of cameras or camera modules
- H04N23/67—Focus control based on electronic image sensor signals
- H04N23/675—Focus control based on electronic image sensor signals comprising setting of focusing regions
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- Remote Sensing (AREA)
- Automatic Focus Adjustment (AREA)
- Closed-Circuit Television Systems (AREA)
- Focusing (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （技術分野） この出願の発明は、カメラ、とくにビデオカメラ用の自
動焦点検出又は自動焦点調節装置において、移動する被
写体に対する自動追尾装置に関し、とくに簡単な構成に
より被写体の相対的な移動方向を正確に検出する手段に
関する。
動焦点検出又は自動焦点調節装置において、移動する被
写体に対する自動追尾装置に関し、とくに簡単な構成に
より被写体の相対的な移動方向を正確に検出する手段に
関する。
（背景技術） ビデオカメラの映像信号を利用する自動焦点検出装置に
ついては、例えば米国特許第２８３１０５７号明細書、
特公昭３９−５２６５号公報又は特公昭４６−１７１７
２号公報等多くの提案がなされている。
ついては、例えば米国特許第２８３１０５７号明細書、
特公昭３９−５２６５号公報又は特公昭４６−１７１７
２号公報等多くの提案がなされている。
また上記の方式中のひとつであるいわゆる山登り制御方
式については「ＮＨＫ技術研究」第１７巻第１号（通巻
第８６号）（昭和４０年発行）の２１頁石田ほかによる
「山登りサーボ方式によるテレビカメラの自動焦点調
整」の論文に、またこの山登り制御と後玉フォーカス駆
動レンズとを組み合わせた方式については昭和５７年１
１月２９日のテレビジョン学会技術報告で半間ほかによ
り「輪郭検出オートフォーカス方式」としてそれぞれ詳
細に発表されている。
式については「ＮＨＫ技術研究」第１７巻第１号（通巻
第８６号）（昭和４０年発行）の２１頁石田ほかによる
「山登りサーボ方式によるテレビカメラの自動焦点調
整」の論文に、またこの山登り制御と後玉フォーカス駆
動レンズとを組み合わせた方式については昭和５７年１
１月２９日のテレビジョン学会技術報告で半間ほかによ
り「輪郭検出オートフォーカス方式」としてそれぞれ詳
細に発表されている。
ところで、この種の装置では、第１図（Ａ）に示すよう
に測距視野が撮影画面中央部に固定されているため、同
図（Ｂ）に示すようにピントを合わせたい被写体（以下
目標被写体という）（この例では人物）が移動してしま
うと、この目標被写体とは異る距離にある物体（この例
では家屋）にピントが合い、目標被写体である人物がぼ
けてしまうという欠点がある。なお第１図及び後記第２
図は、無視差の自動焦点調節装置を具えるカメラで測距
した場合の画面を示すものである。
に測距視野が撮影画面中央部に固定されているため、同
図（Ｂ）に示すようにピントを合わせたい被写体（以下
目標被写体という）（この例では人物）が移動してしま
うと、この目標被写体とは異る距離にある物体（この例
では家屋）にピントが合い、目標被写体である人物がぼ
けてしまうという欠点がある。なお第１図及び後記第２
図は、無視差の自動焦点調節装置を具えるカメラで測距
した場合の画面を示すものである。
（目的） この出願の発明は、従来の自動焦点検出装置の前述の欠
点を解消し、移動する被写体について自動的にその移動
を検出し、測距視野を被写体の移動に追尾して移動させ
て焦点検出ないし焦点調節を行うに当たり、簡単な構成
により被写体の相対的な移動方向を正確に検出すること
ができる自動追尾装置を提供することを目的とする。
点を解消し、移動する被写体について自動的にその移動
を検出し、測距視野を被写体の移動に追尾して移動させ
て焦点検出ないし焦点調節を行うに当たり、簡単な構成
により被写体の相対的な移動方向を正確に検出すること
ができる自動追尾装置を提供することを目的とする。
また、前述の目的を達成するとともに、被写体の相対的
な移動を検出するための演算手段の演算量を軽減するこ
とができる自動追尾装置を提供することを目的とする。
な移動を検出するための演算手段の演算量を軽減するこ
とができる自動追尾装置を提供することを目的とする。
（実施例による説明） 以下第２図ないし第７図等を参照して上記の目的を達成
するためこの出願の発明において講じた手段について例
示説明する。下記の説明は、被追尾被写体の特徴を色信
号情報によって抽出する例について、この出願の発明を
適用した自動追尾焦点検出機能の概要及びこの出願の発
明の自動追尾装置の実施例の順序で行う。なおこの出願
の発明を実施するに当たり、被写体の特徴抽出は、上記
の色信号情報のみならず、輝度信号情報、さらに形状、
温度又は被写体中の特徴あるコントラスト等その他の情
報を利用して行うことができる。
するためこの出願の発明において講じた手段について例
示説明する。下記の説明は、被追尾被写体の特徴を色信
号情報によって抽出する例について、この出願の発明を
適用した自動追尾焦点検出機能の概要及びこの出願の発
明の自動追尾装置の実施例の順序で行う。なおこの出願
の発明を実施するに当たり、被写体の特徴抽出は、上記
の色信号情報のみならず、輝度信号情報、さらに形状、
温度又は被写体中の特徴あるコントラスト等その他の情
報を利用して行うことができる。
（この出願の発明を適用した自動追尾焦点検出機能の概
要）（第２図〜第５図） 先ず、この出願の発明を適用した自動追尾焦点検出機能
の一例についてその概要を説明すると、第１図（Ａ）の
状態にあった目標被写体（人物）が第２図（Ａ）に示す
ように同一距離のまま画面右上方へ移動すると、後述の
追尾手段により、被写体の移動を自動的に検出し、測距
視野を第２図（Ａ）に示すように被写体の移動に追尾し
て移動させ、この移動位置で焦点検出ないし焦点調節を
行うものである。すなわち、被写体の特徴を表わすなん
らかのパラメータ、例えば被写体及び背景の色を、前記
の追尾手段により設定された追尾視野に関して抽出し、
この抽出された特徴を記憶させ、この記憶された特徴と
新たに抽出された被写体の特徴とに基づいて被写体の移
動の有無、及び被写体が移動した場合にその移動方向又
は移動位置を検出して、前記の追尾視野を被写体の移動
に追尾して移動させ、また追尾視野の移動に伴って測距
視野をこれと同じ位置関係で移動させるものである。し
たがって、第２図は、被写体の移動と追尾視野の移動と
の関係を示すものとみなすこともできる。なお追尾視野
は被写体の移動を判定する手段のひとつであって、通常
は、測距視野のようにファインダ画面等に表示し、これ
を介して被写体が観察されることはない。また追尾視野
を仮りに画面上に表示したとすれば、前述のように追尾
視野と測距視野とは画面上同じ位置関係で表示される
が、これらの大きさは、必要に応じ、追尾視野又は測距
視野のどちらを大きくすることもできる。
要）（第２図〜第５図） 先ず、この出願の発明を適用した自動追尾焦点検出機能
の一例についてその概要を説明すると、第１図（Ａ）の
状態にあった目標被写体（人物）が第２図（Ａ）に示す
ように同一距離のまま画面右上方へ移動すると、後述の
追尾手段により、被写体の移動を自動的に検出し、測距
視野を第２図（Ａ）に示すように被写体の移動に追尾し
て移動させ、この移動位置で焦点検出ないし焦点調節を
行うものである。すなわち、被写体の特徴を表わすなん
らかのパラメータ、例えば被写体及び背景の色を、前記
の追尾手段により設定された追尾視野に関して抽出し、
この抽出された特徴を記憶させ、この記憶された特徴と
新たに抽出された被写体の特徴とに基づいて被写体の移
動の有無、及び被写体が移動した場合にその移動方向又
は移動位置を検出して、前記の追尾視野を被写体の移動
に追尾して移動させ、また追尾視野の移動に伴って測距
視野をこれと同じ位置関係で移動させるものである。し
たがって、第２図は、被写体の移動と追尾視野の移動と
の関係を示すものとみなすこともできる。なお追尾視野
は被写体の移動を判定する手段のひとつであって、通常
は、測距視野のようにファインダ画面等に表示し、これ
を介して被写体が観察されることはない。また追尾視野
を仮りに画面上に表示したとすれば、前述のように追尾
視野と測距視野とは画面上同じ位置関係で表示される
が、これらの大きさは、必要に応じ、追尾視野又は測距
視野のどちらを大きくすることもできる。
第２図（Ａ）では、距離が同一であるから、撮影レンズ
のうちの合焦レンズを調整することはないが、同図
（Ｂ）では、被写体が画面内の右上方へ移動するととも
に距離も変化するもので、測距の結果に従って合焦レン
ズが移動する。したがって、後述の追尾ゲート大きさ決
定手段により追尾視野の大きさを変化させ、つねにその
被写体に適した大きさに保ち、その状態で焦点検出ない
し焦点調節を行う。ここで、被写体とカメラとの間の移
動は相対的であるから、上記の追尾作用は、カメラが固
定されて被写体が移動する場合のほか、逆に被写体が停
止してカメラが移動する場合、あるいは両者がともに移
動する場合にも有効に機能し、また追尾視野の大きさ
は、被写体距離が変化する場合のほか、レンズの焦点距
離を変える場合にも調整することができる。
のうちの合焦レンズを調整することはないが、同図
（Ｂ）では、被写体が画面内の右上方へ移動するととも
に距離も変化するもので、測距の結果に従って合焦レン
ズが移動する。したがって、後述の追尾ゲート大きさ決
定手段により追尾視野の大きさを変化させ、つねにその
被写体に適した大きさに保ち、その状態で焦点検出ない
し焦点調節を行う。ここで、被写体とカメラとの間の移
動は相対的であるから、上記の追尾作用は、カメラが固
定されて被写体が移動する場合のほか、逆に被写体が停
止してカメラが移動する場合、あるいは両者がともに移
動する場合にも有効に機能し、また追尾視野の大きさ
は、被写体距離が変化する場合のほか、レンズの焦点距
離を変える場合にも調整することができる。
追尾視野は、原則として２次元の拡がりをもつものであ
るが、説明を簡単にするために、ここでは第３図（Ａ）
に示すように追尾視野が水平方向に延びる１次元の拡が
りをもつものであるとする。また追尾視野は、Ａ，Ｂ，
Ｃの３部分（以下各部分を画素という）に分れていると
する。なお２次元の追尾視野を構成するには、例えば同
図の画素Ｂ又はＡ，Ｂ及びＣを中心にしてその上下に位
置する画素を設ければよい。上記の各画素から時系列信
号として得られる色差信号（Ｒ−Ｙ）及び（Ｂ−Ｙ）
に、第４図に示すように、それぞれ、積分回路１００
ａ，１００ｂ、サンプルホールド（Ｓ／Ｈ）回路１０１
ａ，１０１ｂ及びＡ／Ｄ変換回路１０２ａ，１０２ｂに
よって積分、サンプルホールド及びＡ／Ｄ変換の各処理
を行って、それぞれメモリ１０３ａ，１０３ｂに記憶さ
せる。この記憶された値を、各画素Ａ，Ｂ及びＣについ
て（Ｒ−Ｙ）及び（Ｂ−Ｙ）の直交座標上にプロットす
ると、例えば第５図に示すように表示される。図で
Ａ０，Ｂ０及びＣ０の各点は、それぞれ、第３図（Ａ）
のＡ，Ｂ及びＣの各画素から抽出された信号を表わして
いる。ここで、画素Ｂからは被写体である人物の例えば
服装のみを表わす信号が、画素Ａ及びＣからは、それぞ
れ被写体の服装と背景とを表わす信号が加算された信号
が抽出されるとする。さらに、同図で被写体の左側と右
側とで背景の色が異っているものとする。したがって、
点Ａ０とＣ０とは、色差信号座標上の位置が異ってい
る。
るが、説明を簡単にするために、ここでは第３図（Ａ）
に示すように追尾視野が水平方向に延びる１次元の拡が
りをもつものであるとする。また追尾視野は、Ａ，Ｂ，
Ｃの３部分（以下各部分を画素という）に分れていると
する。なお２次元の追尾視野を構成するには、例えば同
図の画素Ｂ又はＡ，Ｂ及びＣを中心にしてその上下に位
置する画素を設ければよい。上記の各画素から時系列信
号として得られる色差信号（Ｒ−Ｙ）及び（Ｂ−Ｙ）
に、第４図に示すように、それぞれ、積分回路１００
ａ，１００ｂ、サンプルホールド（Ｓ／Ｈ）回路１０１
ａ，１０１ｂ及びＡ／Ｄ変換回路１０２ａ，１０２ｂに
よって積分、サンプルホールド及びＡ／Ｄ変換の各処理
を行って、それぞれメモリ１０３ａ，１０３ｂに記憶さ
せる。この記憶された値を、各画素Ａ，Ｂ及びＣについ
て（Ｒ−Ｙ）及び（Ｂ−Ｙ）の直交座標上にプロットす
ると、例えば第５図に示すように表示される。図で
Ａ０，Ｂ０及びＣ０の各点は、それぞれ、第３図（Ａ）
のＡ，Ｂ及びＣの各画素から抽出された信号を表わして
いる。ここで、画素Ｂからは被写体である人物の例えば
服装のみを表わす信号が、画素Ａ及びＣからは、それぞ
れ被写体の服装と背景とを表わす信号が加算された信号
が抽出されるとする。さらに、同図で被写体の左側と右
側とで背景の色が異っているものとする。したがって、
点Ａ０とＣ０とは、色差信号座標上の位置が異ってい
る。
次に、第３図（Ａ）に示す被写体が、同図（Ｂ）に示す
ように画面内で右方向へ移動すると、画素Ａ及びＣ内に
占める被写体と背景の割合が変化する結果、画素Ａ及び
Ｃから得られる信号は、第５図Ａ１及びＣ１に示すよう
にそれぞれ変化する。一方、画素Ｂは第３図（Ｂ）に示
すように被写体内にとどまっているので、その服装がほ
ぼ単色であるとすれば、画素Ｂから得られる信号はほと
んど変化しない。したがって、ここでは、簡単のために
Ｂ１＝Ｂ０とする。この場合、第５図に示すように、点
Ｃ１は点Ｂ０（＝Ｂ１）に近づき、点Ａ１は点Ｂ０（＝
Ｂ１）から遠ざかるので、線分Ｂ１Ｃ１は線分Ｂ０Ｃ０
より小さくなり、線分Ａ１Ｂ１は線分Ａ０Ｂ０より大き
くなる。逆に、線分Ｂ１Ｃ１が線分Ｂ０Ｃ０より大きく
なり、線分Ａ１Ｂ１が線分Ａ０Ｂ０より小さくなる場合
は、被写体が第３図（Ｂ）で左方向へ移動していること
になる。なお被写体の左右両側で背景の色が同じである
とすれば、被写体が画面内で第３図（Ｂ）の右方向へ移
動するとき上記の点Ａ１は線分Ａ０Ｂ０の延長線上に位
置を占め、点Ｃ１は線分Ｂ０Ｃ０上に位置を占めること
になる。この出願の発明は、上記のどちらの場合にも適
用することができる。
ように画面内で右方向へ移動すると、画素Ａ及びＣ内に
占める被写体と背景の割合が変化する結果、画素Ａ及び
Ｃから得られる信号は、第５図Ａ１及びＣ１に示すよう
にそれぞれ変化する。一方、画素Ｂは第３図（Ｂ）に示
すように被写体内にとどまっているので、その服装がほ
ぼ単色であるとすれば、画素Ｂから得られる信号はほと
んど変化しない。したがって、ここでは、簡単のために
Ｂ１＝Ｂ０とする。この場合、第５図に示すように、点
Ｃ１は点Ｂ０（＝Ｂ１）に近づき、点Ａ１は点Ｂ０（＝
Ｂ１）から遠ざかるので、線分Ｂ１Ｃ１は線分Ｂ０Ｃ０
より小さくなり、線分Ａ１Ｂ１は線分Ａ０Ｂ０より大き
くなる。逆に、線分Ｂ１Ｃ１が線分Ｂ０Ｃ０より大きく
なり、線分Ａ１Ｂ１が線分Ａ０Ｂ０より小さくなる場合
は、被写体が第３図（Ｂ）で左方向へ移動していること
になる。なお被写体の左右両側で背景の色が同じである
とすれば、被写体が画面内で第３図（Ｂ）の右方向へ移
動するとき上記の点Ａ１は線分Ａ０Ｂ０の延長線上に位
置を占め、点Ｃ１は線分Ｂ０Ｃ０上に位置を占めること
になる。この出願の発明は、上記のどちらの場合にも適
用することができる。
（この出願の発明の自動追尾装置の実施例）（第６図、
第７図） 第６図は、この出願の発明の自動追尾装置の一実施例を
示し、図において撮影光学系は、合焦レンズ１、ズーム
系レンズ２、絞り３及びリレーレンズ４からなり、被写
体像は撮像素子５（例えばＣ．Ｃ．Ｄ．）上で受光され
る。６はクロック信号発生回路であり、その出力は分周
器７で所要の比率に分周され、この分周出力が後述の撮
像素子駆動回路８、追尾ゲート設定回路１１及び測距ゲ
ート設定回路１６に付与される。撮像素子５は、撮像素
子駆動回路８により駆動されて時系列信号を出力され、
この出力は信号処理回路９で所要の同期信号合成、変調
及び補正処理を受け、出力ビデオ信号例えばＮＴＳＣ信
号が形成される。これらの処理は、当業者に周知である
ので、その詳細な説明を省略する。なお以下の説明で
は、出力ビデオ信号がＮＴＳＣ信号であるとする。
第７図） 第６図は、この出願の発明の自動追尾装置の一実施例を
示し、図において撮影光学系は、合焦レンズ１、ズーム
系レンズ２、絞り３及びリレーレンズ４からなり、被写
体像は撮像素子５（例えばＣ．Ｃ．Ｄ．）上で受光され
る。６はクロック信号発生回路であり、その出力は分周
器７で所要の比率に分周され、この分周出力が後述の撮
像素子駆動回路８、追尾ゲート設定回路１１及び測距ゲ
ート設定回路１６に付与される。撮像素子５は、撮像素
子駆動回路８により駆動されて時系列信号を出力され、
この出力は信号処理回路９で所要の同期信号合成、変調
及び補正処理を受け、出力ビデオ信号例えばＮＴＳＣ信
号が形成される。これらの処理は、当業者に周知である
ので、その詳細な説明を省略する。なお以下の説明で
は、出力ビデオ信号がＮＴＳＣ信号であるとする。
信号処理回路９は、同時に、色差信号（Ｒ−Ｙ）及び
（Ｂ−Ｙ）を追尾ゲート（追尾視野に対応する）設定回
路１１及び測距ゲート設定回路１６に出力する。追尾ゲ
ート設定回路１１の出力は色検出回路１２に供給され
て、被写体の色が検出され、これが例えば不図示のスイ
ッチ等の手動による機械的入力手段を介してメモリ１３
に記憶される。なお色検出回路１２は、第４図に示す積
分回路１００、サンプルホールド回路１０１及びＡ／Ｄ
変換回路１０２を含むものである。上記の処理は、テレ
ビジョン信号の１フィールドの期間である1/60秒の間に
又はその数フィールド分の期間の間にその平均値に従っ
て行われる。以下両者を一括して１フィールドの期間に
処理されるとして説明する。
（Ｂ−Ｙ）を追尾ゲート（追尾視野に対応する）設定回
路１１及び測距ゲート設定回路１６に出力する。追尾ゲ
ート設定回路１１の出力は色検出回路１２に供給され
て、被写体の色が検出され、これが例えば不図示のスイ
ッチ等の手動による機械的入力手段を介してメモリ１３
に記憶される。なお色検出回路１２は、第４図に示す積
分回路１００、サンプルホールド回路１０１及びＡ／Ｄ
変換回路１０２を含むものである。上記の処理は、テレ
ビジョン信号の１フィールドの期間である1/60秒の間に
又はその数フィールド分の期間の間にその平均値に従っ
て行われる。以下両者を一括して１フィールドの期間に
処理されるとして説明する。
次の１フィールドでは、新たに抽出された信号とメモリ
１３に記憶されている信号とが移動判定回路１４で比較
され、被写体の移動の有無及び被写体が移動する場合の
移動方向が検知される。移動があった場合には、ゲート
移動回路１５によって追尾ゲート設定回路１１を制御し
て追尾視野を移動させ、次の１フィールドで同様の演算
を行い、以後追尾が完了するまで上記の処理をくり返
す。
１３に記憶されている信号とが移動判定回路１４で比較
され、被写体の移動の有無及び被写体が移動する場合の
移動方向が検知される。移動があった場合には、ゲート
移動回路１５によって追尾ゲート設定回路１１を制御し
て追尾視野を移動させ、次の１フィールドで同様の演算
を行い、以後追尾が完了するまで上記の処理をくり返
す。
追尾が完了した時点でゲート移動回路１５によって、測
距ゲート設定回路１６により設定される測距視野を追尾
視野と同じ関係位置に設定し、この測距視野内の映像信
号（信号処理回路９の出力）を用いて自動焦点調節（Ａ
Ｆ）回路１７で、例えば山登り制御等の公知の手段によ
って焦点検出を行い、その出力によってモータＭを駆動
し、合焦レンズ１の位置を制御する。
距ゲート設定回路１６により設定される測距視野を追尾
視野と同じ関係位置に設定し、この測距視野内の映像信
号（信号処理回路９の出力）を用いて自動焦点調節（Ａ
Ｆ）回路１７で、例えば山登り制御等の公知の手段によ
って焦点検出を行い、その出力によってモータＭを駆動
し、合焦レンズ１の位置を制御する。
第６図において、Ｐ１は合焦レンズ１の位置（被写体距
離に相当する）の絶対位置を検出するポジションセン
サ、Ｐ２はズーム系レンズ２の位置（焦点距離に相当す
る）の絶対位置を検出するポジションセンサであり、こ
れらの信号に基づいて追尾ゲート大きさ決定回路１０が
追尾ゲート設定回路１１及び測距ゲート設定回路１６を
制御し、それぞれ追尾視野及び測距視野の大きさを定め
る。いま、撮影レンズの焦点距離をｆ、被写体距離を
Ｒ、撮像面の長手方向の寸法をｙ、追尾視野長（第３図
（Ａ）の画素Ａ，Ｂ，Ｃの合計の長さ）をｌ、追尾視野
長の被写体上での長さをＷ、ｌ／ｙ＝ｋとおくと、ｋ＝
ｆＷ／Ｒｙで与えられる。数値例を掲げると、ｆ＝３０
mm、Ｒ＝５０００mm、ｙ＝８．８mmとし、追尾被写体が
大人の場合としてＷ＝５００mmとすると ｋ＝０．３４ となる。ここでｙは撮像素子例えばＣ．Ｃ．Ｄ．の大き
さによって、Ｗは被追尾被写体によって定まるので、ポ
ジションセンサＰ１，Ｐ２の出力値から上記の式により
ｋを追尾ゲート大きさ決定回路１０で演算すれば、つね
に被写体に対して最適の大きさの追尾視野が得られる。
離に相当する）の絶対位置を検出するポジションセン
サ、Ｐ２はズーム系レンズ２の位置（焦点距離に相当す
る）の絶対位置を検出するポジションセンサであり、こ
れらの信号に基づいて追尾ゲート大きさ決定回路１０が
追尾ゲート設定回路１１及び測距ゲート設定回路１６を
制御し、それぞれ追尾視野及び測距視野の大きさを定め
る。いま、撮影レンズの焦点距離をｆ、被写体距離を
Ｒ、撮像面の長手方向の寸法をｙ、追尾視野長（第３図
（Ａ）の画素Ａ，Ｂ，Ｃの合計の長さ）をｌ、追尾視野
長の被写体上での長さをＷ、ｌ／ｙ＝ｋとおくと、ｋ＝
ｆＷ／Ｒｙで与えられる。数値例を掲げると、ｆ＝３０
mm、Ｒ＝５０００mm、ｙ＝８．８mmとし、追尾被写体が
大人の場合としてＷ＝５００mmとすると ｋ＝０．３４ となる。ここでｙは撮像素子例えばＣ．Ｃ．Ｄ．の大き
さによって、Ｗは被追尾被写体によって定まるので、ポ
ジションセンサＰ１，Ｐ２の出力値から上記の式により
ｋを追尾ゲート大きさ決定回路１０で演算すれば、つね
に被写体に対して最適の大きさの追尾視野が得られる。
第７図は、前述の色検出回路１２、メモリ１３及び移動
判定回路１４の詳細を示すものであって、第６図の追尾
ゲート設定回路１１を通った画素Ａ及びＢそれぞれの
（Ｒ−Ｙ）信号及び（Ｂ−Ｙ）信号から距離演算回路２
１により第５図の（Ｒ−Ｙ）及び（Ｂ−Ｙ）座標上の線
分Ａ０Ｂ０の長さＤＡ０・Ｂ０が求められ、メモリ２２
に記憶される。次のフィールドの信号から、同様にして
ＤＡ１・Ｂ１又はＤＡ１・Ｂ０が求められる。ここで、
簡単のためにＢ１＝Ｂ０である場合を考えると、 ＤＡ１・Ｂ１＝ＤＡ１・Ｂ０ であり、割算器２３で ＤＡ１・Ｂ１／ＤＡ０・Ｂ０ が算出される。この値が、しきい値設定器２４が設定す
る第１のしきい値と比較回路２５で比較され、しきい値
を超える変化があると移動判定回路１４に“１”を出力
する。同様にして、距離演算回路３１から比較回路３５
までの回路によって ＤＣ１・Ｂ１／ＤＣ０・Ｂ０ が算出され、これに第２のしきい値を超える変化がある
と比較回路３５から移動判定回路１４に“１”を出力す
る。具体的な数値例について説明すると、第５図に示す
設例では、第１及び第２のしきい値をともに２として、 ＤＡ１・Ｂ１／ＤＡ０・Ｂ０＝２．２， ＤＣ１・Ｂ１／ＤＣ０・Ｂ０＝０．３６ であるので、比較回路２５のみが“１”を出力する。こ
の場合は、移動判定回路１４がゲート設定タイミングを
所定時間（例えばＮＴＳＣ方式の場合１水平走査周期の
1/125程度）だけ遅らせる信号を発生する。逆に比較回
路３５のみが“１”を出力する場合は、移動判定回路１
４がゲート設定タイミングを上記の所定時間だけ早める
信号を発生する。後者は、被写体が第３図で左方向へ移
動した場合である。したがって、比較回路２５又は３５
の出力“１”に応じて移動判定回路１４がゲート設定タ
イミングを例えば上記の所定時間だけ変化させる信号を
発生し、この信号に応じてゲート移動回路１５が前述の
ようにゲート設定回路１１及び１６を制御することによ
り、追尾視野及び測距視野を被写体が移動する方向へ移
動させ、その位置で焦点検出を行うことができる。
判定回路１４の詳細を示すものであって、第６図の追尾
ゲート設定回路１１を通った画素Ａ及びＢそれぞれの
（Ｒ−Ｙ）信号及び（Ｂ−Ｙ）信号から距離演算回路２
１により第５図の（Ｒ−Ｙ）及び（Ｂ−Ｙ）座標上の線
分Ａ０Ｂ０の長さＤＡ０・Ｂ０が求められ、メモリ２２
に記憶される。次のフィールドの信号から、同様にして
ＤＡ１・Ｂ１又はＤＡ１・Ｂ０が求められる。ここで、
簡単のためにＢ１＝Ｂ０である場合を考えると、 ＤＡ１・Ｂ１＝ＤＡ１・Ｂ０ であり、割算器２３で ＤＡ１・Ｂ１／ＤＡ０・Ｂ０ が算出される。この値が、しきい値設定器２４が設定す
る第１のしきい値と比較回路２５で比較され、しきい値
を超える変化があると移動判定回路１４に“１”を出力
する。同様にして、距離演算回路３１から比較回路３５
までの回路によって ＤＣ１・Ｂ１／ＤＣ０・Ｂ０ が算出され、これに第２のしきい値を超える変化がある
と比較回路３５から移動判定回路１４に“１”を出力す
る。具体的な数値例について説明すると、第５図に示す
設例では、第１及び第２のしきい値をともに２として、 ＤＡ１・Ｂ１／ＤＡ０・Ｂ０＝２．２， ＤＣ１・Ｂ１／ＤＣ０・Ｂ０＝０．３６ であるので、比較回路２５のみが“１”を出力する。こ
の場合は、移動判定回路１４がゲート設定タイミングを
所定時間（例えばＮＴＳＣ方式の場合１水平走査周期の
1/125程度）だけ遅らせる信号を発生する。逆に比較回
路３５のみが“１”を出力する場合は、移動判定回路１
４がゲート設定タイミングを上記の所定時間だけ早める
信号を発生する。後者は、被写体が第３図で左方向へ移
動した場合である。したがって、比較回路２５又は３５
の出力“１”に応じて移動判定回路１４がゲート設定タ
イミングを例えば上記の所定時間だけ変化させる信号を
発生し、この信号に応じてゲート移動回路１５が前述の
ようにゲート設定回路１１及び１６を制御することによ
り、追尾視野及び測距視野を被写体が移動する方向へ移
動させ、その位置で焦点検出を行うことができる。
上記のように、この出願の発明の実施例では、第３図に
示すように追尾視野を図の左右方向（この例では追尾視
野の移動方向）については、被写体よりも大きく設定
し、この追尾視野をＡ，Ｂ，Ｃの３画素に分割し、これ
ら各画素から得られる色差信号により、とくに隣接画像
（Ａ，Ｂ）及び（Ｃ，Ｂ）から得られる信号の差信号
（前記のＤＡＢ，ＤＣＢ）によって被写体の移動を検出
するので簡単な構成により被写体の移動方向を正確に検
出することができ、また被写体の移動を検出するための
演算手段（例えば第７図の距離演算回路２１，３１）の
演算量を軽減することができる。第３図では追尾視野を
３画素に分割しているが、この分割数は任意に多くとる
ことができる。その場合に、被写体の移動態様によって
は、分割された全画素からの色差信号によらずに一部の
画素からの色差信号によって被写体の移動を検出するこ
とができ、また前記の差信号は最低２組抽出すれば足り
る。
示すように追尾視野を図の左右方向（この例では追尾視
野の移動方向）については、被写体よりも大きく設定
し、この追尾視野をＡ，Ｂ，Ｃの３画素に分割し、これ
ら各画素から得られる色差信号により、とくに隣接画像
（Ａ，Ｂ）及び（Ｃ，Ｂ）から得られる信号の差信号
（前記のＤＡＢ，ＤＣＢ）によって被写体の移動を検出
するので簡単な構成により被写体の移動方向を正確に検
出することができ、また被写体の移動を検出するための
演算手段（例えば第７図の距離演算回路２１，３１）の
演算量を軽減することができる。第３図では追尾視野を
３画素に分割しているが、この分割数は任意に多くとる
ことができる。その場合に、被写体の移動態様によって
は、分割された全画素からの色差信号によらずに一部の
画素からの色差信号によって被写体の移動を検出するこ
とができ、また前記の差信号は最低２組抽出すれば足り
る。
なお、必要に応じ、被写体の移動に追尾して追尾視野が
新たに移動した位置で第３図のメモリ２２，３２に記憶
される値を順次更新して前記と同様な処理をくり返すよ
うにすることもできる。
新たに移動した位置で第３図のメモリ２２，３２に記憶
される値を順次更新して前記と同様な処理をくり返すよ
うにすることもできる。
（効果） 以上述べたように、本発明によれば、撮像面に結像され
た被写体像を光電変換して撮像信号を出力する撮像手段
と、前記撮像面内において、被写体像を追尾するための
複数の領域に分割された追尾視野を設定する設定手段
と、前記分割された各領域から被写体像の特徴を表す信
号を抽出するとともに、各隣接領域間の差信号のうち少
なくとも２組の差信号を抽出する抽出手段と、前記抽出
手段によって抽出された前記２組の差信号の時間的変化
に基づいて被写体像と前記追尾視野との相対的な移動を
検出し、前記被写体像に追従させて前記追尾視野の前記
撮像面内における設定位置を移動する制御手段と、前記
追尾視野の設定位置に焦点検出領域を設定して焦点調節
を行う焦点検出手段とを具えているので、簡単な構成に
より被写体像の移動を正確且つ高精度に検出し、これを
追尾することができる。
た被写体像を光電変換して撮像信号を出力する撮像手段
と、前記撮像面内において、被写体像を追尾するための
複数の領域に分割された追尾視野を設定する設定手段
と、前記分割された各領域から被写体像の特徴を表す信
号を抽出するとともに、各隣接領域間の差信号のうち少
なくとも２組の差信号を抽出する抽出手段と、前記抽出
手段によって抽出された前記２組の差信号の時間的変化
に基づいて被写体像と前記追尾視野との相対的な移動を
検出し、前記被写体像に追従させて前記追尾視野の前記
撮像面内における設定位置を移動する制御手段と、前記
追尾視野の設定位置に焦点検出領域を設定して焦点調節
を行う焦点検出手段とを具えているので、簡単な構成に
より被写体像の移動を正確且つ高精度に検出し、これを
追尾することができる。
また追尾視野の設定位置に焦点検出領域を設定して焦点
調節を行うことにより、常に移動する被写体像に正確に
焦点を合わせ続けることができるとともに、常に焦点の
合った状態で被写体像の移動を検出できるため追尾精度
を向上することができるという相乗効果を得ることがで
きる。
調節を行うことにより、常に移動する被写体像に正確に
焦点を合わせ続けることができるとともに、常に焦点の
合った状態で被写体像の移動を検出できるため追尾精度
を向上することができるという相乗効果を得ることがで
きる。
また被写体の移動を高精度に検出できるとともに演算量
を軽減することができる。
を軽減することができる。
第１図は従来のカメラにおける測距視野と被写体像との
関係を示すもので同図（Ａ）は測距視野と被写体像とが
一致している場合、同図（Ｂ）は被写体が移動した場合
をそれぞれ示す説明図、第２図はこの出願の発明を実施
したカメラにおける測距視野と被写体像との関係を示す
もので同図（Ａ）は被写体が同一距離で画面内を移動し
た場合、同図（Ｂ）は被写体が画面内を移動し、かつそ
の距離が遠ざかった場合をそれぞれ示す説明図、第３図
（Ａ）はこの出願の発明を実施した自動追尾装置におい
て追尾視野を分割した場合の追尾視野と被写体像との関
係を示す説明図、同図（Ｂ）は同図（Ａ）において被写
体が画面内を移動した状態を示す説明図、第４図は第３
図の分割された視野から得られる信号を処理する装置の
ブロック図、第５図は第４図の装置から得られる信号を
２次元平面上にプロットした状況を示す説明図、第６図
はこの出願の発明の自動追尾装置の一実施例における光
学系及び電気制御系を組み合わせて示すブロック図、第
７図は第６図の装置の要部の詳細を示すブロック図であ
る。 符号の説明 １：合焦レンズ、２：ズーム系レンズ、５：撮像素子、
８：撮像素子駆動回路、９：信号処理回路、１１：追尾
ゲート設定回路、１２：色検出回路、１３：メモリ、１
４：移動判定回路、１５：ゲート移動回路、１６：測距
ゲート設定回路、１７：自動焦点調節回路。
関係を示すもので同図（Ａ）は測距視野と被写体像とが
一致している場合、同図（Ｂ）は被写体が移動した場合
をそれぞれ示す説明図、第２図はこの出願の発明を実施
したカメラにおける測距視野と被写体像との関係を示す
もので同図（Ａ）は被写体が同一距離で画面内を移動し
た場合、同図（Ｂ）は被写体が画面内を移動し、かつそ
の距離が遠ざかった場合をそれぞれ示す説明図、第３図
（Ａ）はこの出願の発明を実施した自動追尾装置におい
て追尾視野を分割した場合の追尾視野と被写体像との関
係を示す説明図、同図（Ｂ）は同図（Ａ）において被写
体が画面内を移動した状態を示す説明図、第４図は第３
図の分割された視野から得られる信号を処理する装置の
ブロック図、第５図は第４図の装置から得られる信号を
２次元平面上にプロットした状況を示す説明図、第６図
はこの出願の発明の自動追尾装置の一実施例における光
学系及び電気制御系を組み合わせて示すブロック図、第
７図は第６図の装置の要部の詳細を示すブロック図であ
る。 符号の説明 １：合焦レンズ、２：ズーム系レンズ、５：撮像素子、
８：撮像素子駆動回路、９：信号処理回路、１１：追尾
ゲート設定回路、１２：色検出回路、１３：メモリ、１
４：移動判定回路、１５：ゲート移動回路、１６：測距
ゲート設定回路、１７：自動焦点調節回路。
フロントページの続き (72)発明者 網蔵 孝 神奈川県川崎市高津区下野毛770番地 キ ヤノン株式会社玉川事業所内 (72)発明者 金田 直也 神奈川県川崎市高津区下野毛770番地 キ ヤノン株式会社玉川事業所内 (72)発明者 武井 正弘 神奈川県川崎市高津区下野毛770番地 キ ヤノン株式会社玉川事業所内 (56)参考文献 特開 昭56−102179（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】撮像面に結像された被写体像を光電変換し
て撮像信号を出力する撮像手段と、 前記撮像面内において、被写体像を追尾するための複数
の領域に分割された追尾視野を設定する設定手段と、 前記分割された各領域から被写体像の特徴を表す信号を
抽出するとともに、各隣接領域間の差信号のうち少なく
とも２組の差信号を抽出する抽出手段と、 前記抽出手段によって抽出された前記２組の差信号の時
間的変化に基づいて被写体像と前記追尾視野との相対的
な移動を検出し、前記被写体像に追従させて前記追尾視
野の前記撮像面内における設定位置を移動する制御手段
と、 前記追尾視野の設定位置に焦点検出領域を設定して焦点
調節を行う焦点検出手段と、 を具えたことを特徴とするカメラにおける自動追尾装
置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59111962A JPH065908B2 (ja) | 1984-05-31 | 1984-05-31 | カメラにおける自動追尾装置 |
| US07/569,371 US5031049A (en) | 1984-05-25 | 1990-08-14 | Automatic object image follow-up device |
| US07/860,289 US5204749A (en) | 1984-05-25 | 1992-03-20 | Automatic follow-up focus detecting device and automatic follow-up device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59111962A JPH065908B2 (ja) | 1984-05-31 | 1984-05-31 | カメラにおける自動追尾装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60254107A JPS60254107A (ja) | 1985-12-14 |
| JPH065908B2 true JPH065908B2 (ja) | 1994-01-19 |
Family
ID=14574504
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59111962A Expired - Lifetime JPH065908B2 (ja) | 1984-05-25 | 1984-05-31 | カメラにおける自動追尾装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH065908B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2766067B2 (ja) * | 1990-10-31 | 1998-06-18 | キヤノン株式会社 | 撮像装置 |
| KR930007231A (ko) * | 1991-09-13 | 1993-04-22 | 강진구 | 캠코더의 물체추적장치와 그 방법 |
| JP2797830B2 (ja) * | 1992-03-31 | 1998-09-17 | 日本ビクター株式会社 | ビデオカメラにおける被写体追尾方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5927142B2 (ja) * | 1975-11-21 | 1984-07-03 | フジタ タカユキ | テレビカメラノジドウツイビソウチ |
| JPS56102179A (en) * | 1980-01-18 | 1981-08-15 | Nec Corp | Device for encoding high-efficient forecasting of television signal |
-
1984
- 1984-05-31 JP JP59111962A patent/JPH065908B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60254107A (ja) | 1985-12-14 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |