JP2522260B2 - カメラ制御装置 - Google Patents

カメラ制御装置

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【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、カメラの制御装置に関し、より具体的に
は、カメラに対する各種の制御用指示を容易化する制御
装置に関する。
〔従来の技術〕
二次元撮像素子により光学像を電気映像信号に変換す
るビデオ・カメラや電子スチル・カメラでは、その映像
信号から光学系の合焦度や露出量を知ることができるの
で、撮影画面の一部領域の映像信号を取り出して、自動
合焦動作(所謂オート・フォーカス)や自動露出制御を
行う構成が提示されている。第7図にその従来構成を示
す。
第7図において10は撮影レンズ、12は絞りである。CC
Dイメージ・センサ等の二次元撮像素子を有する撮像回
路14は、レンズ10による被写体の光学像を電気映像信号
に変換し、映像信号S1(第8図参照)を出力する。第8
図の1Hが1水平走査期間である。ゲート回路16が、自動
合焦動作や自動露出制御のための指定領域の映像信号を
抽出するが、その指定領域は大体、第9図(a)、
(b)、(c)に示すように、通常撮影時用の標準領域
M、被写体がよく動く時やパンニング時用の大領域L、
希望する被写体だけにピントを合わせたい時やワイド撮
影時用の小領域Sの3種類に区分されており、エリア選
択回路18が、M,L,Sの内撮影者により手動選択された領
域に従いゲート回路18に制御信号S2(第8図参照)を送
り、画面上該当領域の映像信号のみを通過させる。
ゲート回路16の出力S3(第8図参照)は、映像信号の
高周波成分に対する山登りサーボ方式等の周知の自動合
焦方式によるAF制御回路20で自動合焦動作のために利用
される。他方、AE制御回路22は、ゲート回路16の出力S3
に更に適宜に重みを掛けて平均測光、中央重点平均測光
等を行い、露出制御信号を形成する。レンズ10の駆動装
置24は、AF制御回路20の出力に従いレンズ10を合焦位置
に移動させ、絞り12の駆動装置26は、AE制御回路22の出
力に従い絞り12を適正露出に制御する。絞り12の制御の
代わりに撮像回路14の撮像素子の電荷蓄積時間や露光時
間を制御することもある。
28は、撮像回路14の動作を規定するクロック回路であ
り、エリア選択回路18には、選択の時間基準となる水平
同期信号Hsync及び垂直同期信号Vsyncを供給する。
また、35mm銀塩スチル・カメラでは、測光感度分布に
部分的に重みを持たせる測光方式があり、視野全域で平
均的に測光する平均測光方式の他に、中央重点平均測
光、中央部分測光、中央部スポット測光等がある。これ
らは、小受光面積の複数の測光用受光素子からの出力に
適宜の重みを付けた後に加算し、その加算信号を用いて
露出制御(絞り設定、シャッタ・スピードの設定等)を
行う。そして、受光素子出力への重みの掛け方を変える
ことにより、上記測光方式を選択する構成も提示されて
いる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上記従来例ではいずれも、自動合焦動作や自動露出制
御のための領域が、画面上の中央を中心として設定され
ている。撮影画面の構図は、目的被写体を必ず画面中央
に配置しなければならない。しかし動画、静止画に関わ
らず、目的被写体を画面の隅部に配置したい場合は少な
くない。従って、従来の構成では、撮影者の作画意図を
撮影映像に正確に反映させることは不可能であった。
本発明の目的は、目的被写体が画面上どこに位置しよ
うと、撮影者の作画意図に従った撮影、例えば、当該被
写体による自動合焦動作あるいは自動露出制御を初めと
して撮像手段の出力を用いたさまざまな処理を行えるカ
メラ制御装置を提示することである。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明に係るカメラ制御装置は、光学像を電気映像信
号に変換する撮像手段と、撮影者の視線位置を検出する
検出手段と、当該検出手段からの位置情報に基づき、当
該位置情報による位置に依存した重みを当該撮像手段の
出力に加える重み回路とを具備し、当該重み回路の出力
により光学系を制御する。
〔作用〕
上記手段により、撮影者の注視する被写体について自
動合焦動作や自動露出制御等のカメラ制御を機能させる
ので、撮影画面の構図に全く制限が無くなる。
〔実施例〕
以下、図面を参照して、本発明の実施例を説明する。
第1図は、本発明の一実施例の構成ブロック図を示す。
但し、第7図と同じ構成要素には同じ符号を付した。
本発明では、撮影映像をファインダやモニタ装置によ
り観察する撮影者の眼球運動をモニタし、撮影者の注視
する画面部分を含む領域で自動合焦動作及び自動露出制
御を行う。30がそのための眼球運動検出器であり、この
検出器30は、詳細は後述するが、撮影者の眼球32の運動
を検出し、眼の見ている部分が画面のどの位置であるか
の位置信号(水平位置及び垂直位置)をゲート制御回路
34に送る。ゲート制御回路34は、第7図におけるエリア
選択回路18に対応する回路であり、クロック回路28から
の水平同期信号Hsync及び垂直同期信号Vsyncと、眼球運
動検出器30からの位置信号とを比較し、ゲート回路16を
制御して、画面上での相応領域の映像信号のみを通過さ
せる。
眼球運動を検出する原理としては種々あるが、ここで
は、日本放送協会による方式を例にとって説明する(テ
レビジョン学会誌Vol.No.2(1986)第41頁以降を参
照)。NHKの方式の光学系部分を第2図に示し、第1図
の実施例の眼球運動検出器30に適用した場合の具体的回
路を、ゲート制御回路34と共に第3図に示した。第2図
に示すように、眼球に近接配置した赤外光源40(40X,40
Y)から眼球に赤外光を照射し、その反射光を光電変換
素子42(42R,42L;42U,42D)で受光して、黒目の左右及
び上下への移動を検出する。黒目の左右の動きを検出す
る光電変換素子42R,42Lは、正面を向いた状態でそれぞ
れ黒目の右側及び左側からの反射光を受光するように配
置され、その出力は減算増幅器44で減算増幅される。ま
た、黒目の上下方向の動きを検出する光電変換素子42U,
42Dは共に、正面を向いた状態で黒目の斜め下位置から
の反射光を受光するように配置され、その出力は、加算
増幅器46で加算増幅される。
減算増幅器44の出力は、黒目の左右運動に対し第4図
(a)に図示する特性を示し、加算増幅器46は、黒目の
上下方向の運動に対し第4図(b)に図示する特性を示
す。結局、減算増幅器44の出力は、水平面での黒目の向
く方向(観察者の観察している観察画面でいえばその水
平位置)を指示し、加算増幅器46の出力は、垂直面での
黒目の向く方向(観察画面でいえばその垂直位置)を指
示する。しかし実際には、減算増幅器44及び加算増幅器
46の出力は、多少の非線形性を示すので、検出精度を高
めるために、リニアリティ補償回路48,50を設けるのが
好ましい。
従って、第3図において、補償回路48の出力は画面イ
メージでの水平位置xを示し、補償回路50の出力はその
垂直位置yを示す。カメラを自動制御するための被写体
情報を抽出する領域は、或る程度の広さを必要とするこ
とから、本発明では、撮影画面を多数の単位領域又は単
位ブロックに分割する。例えば、第5図に図示するよう
に、4×4の16ブロックに分割し、その水平位置及び垂
直位置をそれぞれ2ビットで特定する。ブロック選択回
路52は、水平位置x及び垂直位置yがどのブロックに属
するかを判定し、所属ブロックを示す信号X(水平ブロ
ック位置)とY(垂直ブロック位置)を出力する。
ゲート制御回路34はこの信号X,Yを受け、その指定ブ
ロックについてゲート回路16を開放状態にするゲート制
御信号を形成する。具体的には、水平同期周波数の整数
倍(第5図の例では4倍)の周波数nfHのパルスを計数
することにより、水平ブロック位置をモニタするブロッ
ク・カウンタ54が設けられている。カウンタ54は、クロ
ック回路28からの水平同期信号Hsyncによりリセットさ
れる。比較器56は、ブロック・カウンタ54の保持値とブ
ロック選択回路52からの信号Xとを比較し、一致する時
にON信号を出力する。ライン・カウンタ58は、水平同期
信号Hsyncを計数し、クロック回路28からの垂直同期信
号Vsyncによりリセットされる。比較器60は、ライン・
カウンタ58の保持値とブロック選択回路52からの信号Y
とを比較し、一致する時にON信号を出力する。
アンド回路62は、比較器56の出力と比較器60の出力と
の論理積をとり、その結果をゲート回路16の制御入力に
印加する。従って、アンド回路62は、ブロック選択回路
52から出力される信号X,Yによって特定されるブロック
についてゲート回路16を開放状態にするゲート制御信号
を形成することになる。
但し比較器56,60は、ブロック選択回路による指定ブ
ロックX,Yを包含する一定広さ又は手動選択による広さ
(前記S,M,L等)についてON信号をアンド回路62に供給
するようにしてもよい。その際、比較器56,60の出力に
より特定される画面領域は、ブロック選択回路52におけ
る分割単位によるものでなくてもよい。
第1図の回路の動作を簡単に説明すると、眼球運動検
出器30は、撮影者がファインダ画面上で注視している位
置を継続的に検出し、その位置信号をゲート制御回路34
に送る。ゲート制御回路34は、その位置信号により特定
される画面領域の映像信号をゲート回路16が通過させる
ようにする。これにより、AF制御回路20及びAE制御回路
22は、指定領域の被写体像情報によりAF制御及びAE制御
をする。勿論、眼球運動検出器30の検出機能は、撮影者
の指定時にのみ有効になるようにしてもよい。尚、AE制
御回路20はゲート回路16の出力を平均化した出力を得る
ローパスフィルタで構成され、当該ローパスフィルタの
出力に応じて絞り12を制御する。また、AF制御回路22は
ゲート回路16の出力の高周波成分を抽出するハイパスフ
ィルタ及び当該ハイパスフィルタの出力を平均化するロ
ーパスフィルタで構成されている。
第1図の例では、ファインダ画面の映像を注視するこ
とによりAF及びAEの制御用領域を指定するが、画面外に
各種の選択用表示、例えば、ズーム・レンズの場合のTE
LEとWIDEの選択表示を行い、その表示部分を一定時間注
視することで、選択指示を内部制御回路に与えるように
してもよい。この構成を第6図に示す。眼球運動検出器
30の出力を画面外位置検出器70にも印加し、画面外の選
択用表示の何れを注視しているか、及びその注視時間を
監視する。そして、その注視位置に応じて、ズーミング
操作、各種の動作モードの選択、例えば、前記比較器5
6,60がON信号を出力する領域広さ(S,M,L等)の指示等
を行う。72はズーム制御回路であり、レンズ駆動装置24
を介してズーム・レンズのズーミング用レンズ要素を駆
動する。
上記実施例によれば、注視部分を包含する領域からの
信号で自動合焦動作及び自動露出制御を行うので、画面
の構図選択の制限が完全に解消される。特に、逆光時の
露出や、前景のある人物撮影のピント合わせは、初心者
には困難な面があるが、これらを簡単に実現できる。ま
た、ズーム制御その他の制御指示に用いることにより、
カメラ筐体に手を触れること無しに、各種の選択指示を
行えるので、手や指の移動によるカメラ・ブレを完全に
防止できる。
また本実施例においてはAE、AF、ズームの制御を行っ
ているが、これに限らず他の制御、例えば音声記録の行
えるカメラの場合にはフェードイン、フェードアウトの
制御を行うようにしてもよい。
言うまでもないが、本発明では、自動合焦動作の方式
や自動露出制御の方式自体については、制限されない。
〔発明の効果〕
以上の説明から容易に理解出来るように、本発明によ
れば、撮影者の視線方向によりカメラに各種の指示を与
え、カメラの完全自動化を図ることができる。
また、視線位置を含む画面内の所定の範囲に相当する
撮像手段の出力信号を選択して所定の重み付けを行うよ
うにしたので、撮像信号を用いた自動焦点動作及び自動
露出制御は勿論のこと、さまざまな撮像信号処理を任意
の画像に対して容易に実行することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明に係るカメラ制御装置の一実施例の概
略ブロック図、第2図は眼球運動を検出する装置の原理
説明図、第3図は、第2図の眼球運動検出原理を第1図
の回路に適用した例のブロック図、第4図は第2図にお
ける増幅器の特性図、第5図は撮影画面上の位置特定の
ために画面を4×4のブロックに分割した状態を示す
図、第6図は本発明の別の実施例のブロック図、第7図
は従来例の構成ブロック図、第8図は第7図の信号波形
図、第9図は自動合焦や自動露出のための指定領域の例
を示す。 10……レンズ、12……絞り、14……撮像回路、16……ゲ
ート回路、18……エリア選択回路、20……AF制御回路、
22……AE制御回路、24……レンズ駆動装置、26……絞り
駆動装置、28……クロック回路、30……眼球運動検出
器、32……眼球(撮影者)、34……ゲート制御回路、40
……赤外光源、42……光電変換素子、44……減算増幅
器、46……加算増幅器、48,50……リニアリティ補償回
路、52……ブロック選択回路、54……ブロック・カウン
タ、56,60……比較器、58……ライン・カウンタ、62…
…アンド回路、70……画面外位置検出回路、72……ズー
ム制御回路

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】光学像を電気映像信号に変換する撮像手段
    と、 画面内における撮影者の視線位置を検出する検出手段
    と、 当該検出手段からの視線位置情報に基づき、当該視線位
    置情報による当該画面内における位置を含む所定の範囲
    に相当する当該撮像手段の出力信号に、所定の重み付け
    を施す重み付け回路 とを具備し、当該重み付け回路の出力に応じて光学系を
    制御することを特徴とするカメラ制御装置。
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