JP3290450B2 - 磁気記録撮影装置並びに焦点制御装置及び方法 - Google Patents

磁気記録撮影装置並びに焦点制御装置及び方法

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    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03BAPPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B2213/00Viewfinders; Focusing aids for cameras; Means for focusing for cameras; Autofocus systems for cameras
    • G03B2213/02Viewfinders
    • G03B2213/025Sightline detection

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  • Viewfinders (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、磁気記録撮影装置並び
に焦点制御装置及び方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、時々刻々と変化する主被写体の位
置を撮影者が注視している位置として視線検出装置によ
り正確に検出し、検出された注視座標に測距枠を設定
し、その測距枠内の映像信号により画面の鮮鋭度を検出
し、その鮮鋭度が最大になるようにフォーカスレンズ位
置を制御してピントを合わせるようにしたカメラ一体型
VTRが提案されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、時々刻
々と変化する主被写体の位置を視線検出装置により正確
に検出するようにしたので、視線の位置が速い場合、ピ
ントを合わせる位置が刻々と変化することになり、落着
きのない画像が得られるという問題点があった。また、
設定される測距枠の大きさが固定されているので測距枠
内の注視した位置で合焦しないことがあった。
【0004】本発明の目的は、上記のような問題点を解
決し、正確かつ円滑に合焦させることができる磁気記録
撮影装置並びに焦点制御装置及び方法を提供することに
ある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の磁気記録撮影装
置は、測距枠内の画像に基づいて合焦動作を行なう合焦
手段を有する磁気記録撮影装置において、前記合焦手段
は、注視点を検出する検出手段と、該検出手段により一
定時間の間に検出された注視点の座標の平均値を算出す
る算出手段と、該算出手段により算出された注視点の平
均値の座標に測距枠を設定する設定手段と、該設定手段
により設定された測距枠の大きさを焦点距離に応じて制
御する制御手段とを備えたことを特徴とする。本発明の
焦点制御装置は、測距枠内の画像に基づいて合焦動作を
行なうとともに、視線検出を用いる焦点制御装置におい
て、注視点を検出する検出手段と、該検出手段により一
定時間の間に検出された注視点の座標の平均値を算出す
る算出手段と、該算出手段により算出された注視点の平
均値の座標に測距枠を設定する設定手段と、該設定手段
により設定された測距枠の大きさを焦点距離に応じて制
御する制御手段とを備えたことを特徴とする。本発明の
焦点制御方法は、測距枠内の画像に基づいて合焦動作を
行なうとともに、視線検出を用いる焦点制御方法であっ
て,注視点を検出する処理と、一定時間の間に検出され
た注視点の座標の平均値を算出する処理と、算出された
注視点の平均値の座標に測距枠を設定する処理と、設定
された測距枠の大きさを焦点距離に応じて制御する処理
とを備えたことを特徴とする。
【0006】
【0007】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細
に説明する。
【0008】図1は本発明の一実施例を示す。これはカ
メラ一体型VTRの例である。
【0009】図1において、101は電子ビューファイ
ンダ、102はファインダ画面である。
【0010】EDは視線検出装置で、光電素子列6と、
赤外発光ダイオード5a,5bと、光学系100と、信
号処理回路109により構成されている。
【0011】光学系100は、ダイクロイックミラー
2,接眼レンズ1,受光レンズ4により構成されてい
る。ファインダ画面102からの光はダイクロイックミ
ラー2,接眼レンズ1を介して眼球200に入射されて
いる。ファインダ画面102から眼球200に入射され
る光の軸をX軸とする(図2参照)。
【0012】赤外発光ダイオード5a,5bは接眼レン
ズ1の眼球200側上端部の近傍にX軸に対して対象に
配置され、赤外光が眼球200の中心に入射されるよう
になっている。眼球200からの赤外光は、接眼レンズ
1を通り、ダイクロイックミラー2により受光レンズ4
に導かれ、光電素子列6に入射するようになっている。
光電素子列6面上の眼球反射像の一例を図5に示す。X
軸に直交するとともに、ダイクロイックミラー2により
受光レンズ4に導かれ、光電素子列6に入射される光の
軸に平行な軸をY軸とし、X軸とY軸を含む平面に直交
する軸をZ軸とする(図2参照)。
【0013】光電素子列6は複数の光電素子がZ軸に平
行な直線上に並べらている。
【0014】信号処理回路109は眼球光軸検出回路、
眼球判別回路、視軸補正回路、注視点検出回路等により
構成されている。眼球光軸検出回路は眼球光軸の回転角
を求めるものである。眼球判別回路はファインダ画面1
02を注視している眼球が左右いずれであるかを判別す
るものである。視軸補正回路は眼球光軸の回転角と眼球
判別情報に基づき視軸の補正を行うものである。注視点
検出回路は光学定数に基づき注視点を算出するものであ
る。
【0015】201はフォーカスレンズ、202はズー
ムレンズ、203は絞りである。204はCCD撮像素
子で、フォーカスレンズ201、ズームレンズ202、
絞り203を介して入射された光信号を電気信号に変換
するものである。205はプリアンプで、CCD撮像素
子204からの電気信号を所定のレベルに増幅するもの
である。206はビデオ信号処理回路で、プリアンプ2
05からの信号を処理するものである。
【0016】212はモータで、フォーカスレンズ20
1を移動させるものである。211は駆動回路で、モー
タ212を駆動するものである。
【0017】208はHPFで、プリアンプ205から
ゲート207を介して入力される信号の高周波成分を取
り出すものである。209は制御装置で、HPF208
からの高周波成分が最大になるように駆動回路211を
制御するものである。制御装置209はズームエンコー
ダ210の出力と、信号処理回路109からの注視点情
報に基づきゲート207を制御するものである。
【0018】図7は信号処理回路109による視線検出
手順を示すフローチャートである。赤外発光ダイオード
5a,5bからの光束によって、眼球には角膜反射像e
と角膜反射像dがZ軸と平行な方向にそれぞれ形成され
る(図3参照)。角膜反射像eと角膜反射像dの中点の
Z座標は角膜21の曲率中心oのZ座標と一致してい
る。観察者の眼球光軸がY軸を中心に回動していない場
合、すなわち、眼球光軸とX軸が一致している場合(角
膜の曲率中心oと瞳孔の中心C´がX軸上にある)の角
膜反射像e(d)は、X軸から+Y方向にずれて形成さ
れる(図4参照)。
【0019】眼球光軸検出回路により眼球光軸の回転角
を検出し、光電素子列6から像信号を図5において−Y
方向から順次読み出し、角膜反射像e´,d´が形成さ
れた光電素子列6の行Yp´を検出し(#1)、角膜反
射像e´,d´が形成された光電素子列6の列方向の発
生位置Zd´,Ze´を検出する(#2)。ついで、角
膜反射像の間隔|Zd´−Ze´|より光学系の結像倍
率βを求める(#3)。眼球からの反射像の結像倍率β
は、角膜反射像e,dの間隔が赤外発光ダイオード5
a,5bと観察者の眼球との距離に比例して変化するた
め、光電素子列6上に再結像した角膜反射像の位置e
´,d´を検出することにより求めることができる。そ
して、角膜反射像e´,d´が再結像された光電素子列
6の行Yp´上の虹彩23と瞳孔24の境界Z2b´,
Z2a´を検出し(#4)、行Yp´上の瞳孔径|Z2
b´−Z2a´|を算出する(#5)。
【0020】通常、角膜反射像が形成される光電素子列
6の行Yp´は、図5に示すように、瞳孔中心C´が存
在する光電素子列6の行YO´より図5において−Y方
向にずれている。像信号を読み出すべきもう1つの光電
素子列の行Y1´を結像倍率βと瞳孔径により算出する
(#6)。行Y1´は行Yp´から充分離れている。つ
いで、光電素子列の行Y1´上の虹彩23と瞳孔24の
境界Z1b´,Z1a´を検出し(#7)、境界点(Z
1a´,Y1´),境界点(Z1b´,Y1´),境界
点(Z2a´,Yp´),境界点(Z2b´,Yp´)
のうちの少なくとも3点を用いて瞳孔の中心位置C´
(Zc´,Yc´)を求める。
【0021】ついで、角膜反射像の位置(Zd´,Yp
´),(Ze´,Yp´)と、次式(1),(2)から
眼球光軸の回転角θz,θyを求める(#8)。
【0022】
【数1】
【0023】
【数2】
【0024】ここで、δY´は赤外発光ダイオード5
a,5bが受光レンズ4に対して光電素子列6の列方向
の直交する方向に配置されていることにより、角膜反射
像の再結像位置e´,d´が光電素子列6の上で角膜2
1の曲率中心のY座標に対してY軸方向のずれを補正す
る補正値である。
【0025】ついで、眼球判別回路により、例えば、算
出される眼球光軸の回転角の分布からファインダを覗い
ている観察者の眼が右眼または左眼のいずれかを判別し
(#9)、眼球判別情報と眼球光軸の回転角に基づき補
正回路により視軸を補正し(#10)、光学系100の
光学定数に基づき注視点検出回路により注視点を算出す
る(#11)。
【0026】図8は図1に示した制御装置209による
制御手順を示すフローチャートである。ステップS30
1にて、時間tをt=0に設定し、その時点での注視点
情報のx,y座標を(Xo,Yo)とし、ステップS3
02にて、時間tが一定時間th1より小さいか否かを
判定する。判定した結果、時間tが一定時間th1より
小さい場合は、ステップS303に移行し、ステップS
303にて、(Xo,Yo)=(Xo,Yo)+(x,
y)とする。ただし、(x,y)はこの時点での注視点
座標である。そして、ステップS304にて、t=t+
1とし、ステップS310にて、AF動作を行い、ステ
ップS302に戻る。
【0027】他方、ステップS302にて、判定した結
果、時間tが一定時間th1より小さくない場合は、ス
テップS305に移行し、ステップS305にて、一定
時間th1の間の注視点情報の平均値、すなわち、(X
o,Yo)=(Xo,Yo)/th1を計算する。求め
た座標(Xo,Yo)に測距枠を設定し、ゲート207
の中心値として入力する。ついで、ステップS306に
て、焦点距離がワイド側またはテレ側のいずれかを判断
し、判断した結果、ワイド側である場合、ステップS3
07にて図9に示す大きい枠を設定する。この枠の座標
(x1 ,y1 ),座標(x2 ,y2 )は次のように表さ
れる。
【0028】 (x1 ,y1 )=(Xo,Yo)−(a,b) (x2 ,y2 )=(Xo,Yo)+(a,b) 他方、ステップS306にて判断した結果、テレ側であ
る場合、ステップS307にて図9に示す小さい枠を設
定する。この枠の座標(x1 ,y1 ),座標(x2 ,y
2 )は次のように表される。
【0029】 (x1 ,y1 )=(Xo,Yo)−(c,d) (x2 ,y2 )=(Xo,Yo)+(c,d) 枠を設定した後、ステップS309にて、時間tを0に
設定し、新たに注視点の座標を読み込む。ここで求めら
れた枠座標に基づきゲート207を制御する。ついで、
ステップS310に移行する。
【0030】なお、本実施例では、ゲート207を制御
する際の情報として、注視点座標と焦点距離を用い、焦
点距離を2段階に分けた例を説明したが、数段階に分け
ていも良い。この場合、測距枠の大きさをより多く設定
でき、画像情報に合った測距枠の位置と大きさを設定す
ることができる。
【0031】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
注視点の平均値を算出し、算出された平均注視点に測距
枠を設定し、設定された測距枠の大きさを焦点距離に応
じて制御するようにしたので、正確かつ円滑に合焦させ
ることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示すブロック図である。
【図2】図1図示光学系100の配置例を示す図であ
る。
【図3】X軸およびZ軸を含む平面上の角膜反射像の位
置の一例を示す図である。
【図4】X軸およびY軸を含む平面上の角膜反射像の位
置の一例を示す図である。
【図5】眼球からの反射像の一例を示す図である。
【図6】光電素子列の行Yp´から得られる出力信号の
一例を示す図である。
【図7】信号処理回路109による視線検出手順の一例
を示すフローチャートである。
【図8】図1図示制御装置209による制御手順の一例
を示すフローチャートである。
【図9】設定される測距枠の一例を示す図である。
【符号の説明】
1 接眼レンズ 2 ダイクロイックミラー 4 受光レンズ 5a,5b 赤外発光ダイオード 6 光電素子列 101 電子ビューファインダ 102 ファインダ画面 200 眼 201 フォーカスレンズ 202 ズームレンズ 203 絞り 204 CCD撮像素子 205 プリアンプ 206 ビデオ信号処理回路 207 ゲート 208 HPF 209 制御装置 211 駆動回路 212 モータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04N 5/232 G03B 13/18

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 測距枠内の画像に基づいて合焦動作を行
    なう合焦手段を有する磁気記録撮影装置において、 前記合焦手段は、 注視点を検出する検出手段と、 該検出手段により一定時間の間に検出された注視点の
    標の平均値を算出する算出手段と、 該算出手段により算出された注視点の平均値の座標に
    距枠を設定する設定手段と、 該設定手段により設定された測距枠の大きさを焦点距離
    に応じて制御する制御手段とを備えたことを特徴とする
    磁気記録撮影装置。
  2. 【請求項2】 測距枠内の画像に基づいて合焦動作を行
    なうとともに、視線検出を用いる焦点制御装置におい
    て、 注視点を検出する検出手段と、 該検出手段により一定時間の間に検出された注視点の
    標の平均値を算出する算出手段と、 該算出手段により算出された注視点の平均値の座標に
    距枠を設定する設定手段と、 該設定手段により設定された測距枠の大きさを焦点距離
    に応じて制御する制御手段とを備えたことを特徴とする
    焦点制御装置。
  3. 【請求項3】 測距枠内の画像に基づいて合焦動作を行
    なうとともに、視線検出を用いる焦点制御方法であっ
    て, 注視点を検出する処理と、一定時間の間に 検出された注視点の座標の平均値を算出
    する処理と、 算出された注視点の平均値の座標に測距枠を設定する処
    理と、 設定された測距枠の大きさを焦点距離に応じて制御する
    処理とを備えたことを特徴とする焦点制御方法。
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