JPH05161054A - 撮影記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 注視点を被写体追尾に用いるＡＦ制御におい
て、注視点のバラツキにより全体的に落ち着きのないＡ
Ｆ制御にならないようにすること。 【構成】 ＡＦ制御回路を行う制御装置２０９は、ズー
ムエンコーダ２１０からの焦点距離情報と視線検出装置
ＥＤからの注視点情報を入力し、焦点距離情報に応じて
設定した時間内で得られる注視点情報の最大値と最小値
を検出し、この最大値と最小値により合焦枠を設定す
る。そして、制御装置２０９はこの合焦枠内のビデオ信
号に基づいてＡＦ制御を実行する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、モニタ用のビューファ
インダを有する撮影記録装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、モニタ用のビューファインダ等を
覗いている観察者が観察画面上のどの位置を実際に観察
しているかの注視点を検出する視線検出装置が種々提案
されている（例えば、特開昭６１−１７２５５２号公報
参照）。

【０００３】一方、従来のカメラ一体型ＶＴＲにおい
て、撮影者が撮影中に各種機能の入力を行おうとする際
には、ビューファインダを覗きながらその操作を行わな
ければならなかった。また、各種機能のスイッチを確認
しながら操作するためには撮影者は一度ビューファイン
ダから目を離さなければならず、そのため撮影画面が乱
れたり、被写体を見失ったりする可能性があった。さら
に、近年ユーザ用途の多様化などでカメラ一体型ＶＴＲ
に付随する各種機能は増加する傾向にある。

【０００４】そこで、モニタ用のビューファインダのフ
ァインダ画面に機能メニューを表示し、表示された機能
メニューに注視点を合致させ、この注視点を上記の視線
検出装置で検出して、注視点と合致した機能メニューに
対応する機能を実行するカメラ一体型ＶＴＲが提案され
ている。この提案のＶＴＲによれば撮影者はビューファ
インダから目を離すことなく、容易に各種の機能入力を
行うことが可能となる。

【０００５】また、オートフォーカス（以下、ＡＦと称
する）、オートアイリスコントロール（以下、ＡＥと称
する）、オートホワイトバランス（以下、ＡＷＢと称す
る）、自動手ぶれ補正（以下、ＡＳと称する）などの撮
影動作を補うための機能に対して、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考
え、上記視線検出装置によりその注視位置を正確に検出
し、追尾させるというカメラ一体型ＶＴＲも提案されて
いる。この提案のＶＴＲによれば撮影者の意図に反する
ことの無い、より正確なＡＦ、ＡＥ，ＡＷＢ、ＡＳを実
現させることができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ような視線検出によるＡＦ制御では撮影者が注目する時
事刻々と変化する主被写体の位置を視線検出装置により
正確に検出するために、注視点のバラツキまたは振れが
直接合焦点の変化につながり、合焦点の変化が大きすぎ
て全体的に落ち着きのない、つまり滑らかでない不安定
なＡＦ制御になってしまうという欠点があった。

【０００７】本発明の目的は、上記のような問題点を解
決した撮影記録装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、光学系を介して得られる被写体からの光
信号を電気信号に変換する光電変換手段と、該光電変換
手段により得られた電気信号に基づき被写体像をファイ
ンダ画面に映出するモニタ用のビューファインダと、該
ビューファインダの周囲に配設されて撮影者が注視して
いる主被写体の位置として眼球の視線による注視点を検
出する視線検出手段と、前記光学系の焦点距離を検知す
る焦点距離検知手段と、該焦点距離検知手段から得られ
た前記焦点距離の情報に応じて所定時間を可変設定する
計時手段と、該計時手段で設定された前記所定時間内に
前記視線検出手段から得られた前記注視点の情報の最大
値と最小値を検出し、該最大値と該最小値に基づいて合
焦枠を設定する合焦枠設定手段と、該合焦枠設定手段で
設定された前記合焦枠内の前記電気信号に基づいてオー
トフォーカス制御を行う制御手段とを具備したことを特
徴とする。

【０００９】また、本発明はその一形態として、前記計
時手段は、前記焦点距離の情報がワイド側のときは、該
情報がテレ側のときよりも前記所定時間の値を大きな値
に設定することができる。

【００１０】

【作用】本発明では、焦点距離の情報に応じた設定時間
内で得られる注視点情報の最大値と最小値を検出し、こ
の最大値と最小値により合焦枠を設定して、ＡＦ制御に
用いる画像領域を制御するようにしたので、注視点のバ
ラツキを加味しながら、主被写体すなわち撮影目標物体
の変化にともなった合焦枠を設定し、撮影者の合わせた
い被写体に合焦させることができる。

【００１１】

【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。

【００１２】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。

【００１３】図１において、１０１は電子ビューファイ
ンダ（以下、ＥＶＦという）、１０２はファインダ画面
である。

【００１４】ＥＤは視線検出装置で、受光手段としての
光電素子列６と、照明手段としての赤外発光ダイオード
５ａ，５ｂと、ファインダ光学系１００と、信号処理回
路１０９により構成されている。

【００１５】ファインダ光学系１００は、光路分割用の
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
（映像）は可視光透過・赤外光反射のダイクロイックミ
ラー２を通過するとともに接眼レンズ１を通過してアイ
ポイントＥに導かれる。ファインダ画面１０２からアイ
ポイントＥに入射される光の軸をＸ軸とする（図２参
照）。

【００１６】赤外発光ダイオード５ａ，５ｂは接眼レン
ズ１の眼球３０１側上端部の近傍にＸ軸に対して対象に
配置され、赤外光がアイポイントＥの近傍に位置する眼
球３０１の中心に入射されるようになっている。眼球３
０１からの反射した赤外光は、接眼レンズ１を通り、可
視光透過・赤外光反射の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
６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）。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
れている（図６参照）。

【００１７】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。この信号処理回路１０９は例えばマイクロコンピュ
ータのソフトウェアで実行される。

【００１８】図３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４参
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５
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６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）。光電素子列
６の行Ｙｐ´から得られる出力信号の一例を図７に示
す。ついで、角膜反射像の間隔｜Ｚｄ´−Ｚｅ´｜から
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５ａ，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の境界点Ｚ
２ｂ´，Ｚ２ａ´を検出し（＃４）、行Ｙｐ´上の瞳孔
径｜Ｚ２ｂ´−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、瞳孔中心Ｃ´が存在する光電素子列６
の行ＹＯ´より図６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´，Ｚ１
ａ´を検出し（＃７）、境界点（Ｚ１ａ´，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】ただし、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ＥＶＦ１０１を覗
いている観察者の眼が左右いずれかを判別し（＃９）、
眼球判別情報と眼球光軸の回転角に基づき視軸補正回路
により視軸を補正し（＃１０）、ファインダ光学系１０
０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】注視点検出回路により算出された注視点の
情報（座標情報）は後述の制御装置２０９に送られる。
制御装置２０９は信号処理回路１０９から得られる注視
点情報すなわち、現在撮影者がファインダ画面のどの位
置を注視しているかという信号をファインダ内座標値
（ｘ，ｙ）で受け取る。

【００２７】再び図１を参照するに、被写体（不図示）
からの光はフォーカスレンズ２０１，ズームレンズ２０
２，および絞り（アイリス）２０３を通ってＣＣＤイメ
ージセンサ（または他の固体撮像素子）２０４に結像
し、電気信号に変換される。ＣＣＤイメージセンサ２０
４から出力した電気信号は前置増幅器（プリアンプ）２
０５で増幅されてからビデオ信号処理回路２０６で所定
の信号処理を施されて記録信号（ビデオ信号）となり、
ＶＴＲ（ビデオテープレコーダ）２４０により磁気テー
プに記録される。このとき、前置増幅器２０５の出力信
号はゲート回路２０７にも供給され、ゲート回路２０７
を通った信号はハイパスフィルタ（ＨＰＨ）２０８によ
り高周波成分が取り出され、この高周波成分が制御装置
２０９に入力する。

【００２８】制御装置２０９は高周波成分が最大になる
ように駆動回路２１１を介してモータ２１２を駆動して
フォーカスレンズ２０１を移動することで合焦点を探
す。その際、制御装置２０９はズームエンコーダ２１０
の出力情報と注視点情報とを入力し、それらの情報によ
り図８に示すような制御手順に従ってゲート回路２０７
の開閉を制御する。

【００２９】図８は制御装置２０９によるＡＦ制御手順
を示すフローチャートである。

【００３０】まず、ステップＳ０１でタイマ時間ｔ＝０
に設定する。次のステップＳ０２で焦点距離がワイド側
（Ｗ）かテレ側（Ｔ）かを判断し、ワイド側であれば、
ステップＳ０３である一定時間（セット時間）ｔｈ１を
所定のｔｈ大という大きな値に設定する。他方、テレ側
であれば、ステップＳ０４で上記ｔｈ１を所定のｔｈ小
という小さな値に設定する。

【００３１】次に、ステップＳ０５でタイマ時間ｔがあ
る一定時間ｔｈ１よりもまだ小さければ、ステップＳ０
６に進み、時間ｔが０であれば、ステップＳ０７で現在
の注視点座標（ｘ，ｙ）をそれぞれＸ小，Ｘ大に、Ｙ
小，Ｙ大に代入し、ステップＳ０８に進む。

【００３２】そして、ステップＳ０６で時間ｔが０でな
ければステップＳ０８に飛ぶ。ステップＳ０８〜Ｓ１５
においてある一定時間ｔｈ１内の注視点座標（ｘ，ｙ）
の最大値と最小値を求める。

【００３３】次のステップＳ１６で時間ｔ＝ｔ＋１のイ
ンクリメントを行い、ステップＳ１９のＡＦ動作に入
り、再び前述のステップＳ０２に戻る。

【００３４】以上の繰り返し動作をｔｈ１時間より多く
行ったら、ステップＳ０５からステップＳ１７に進み、
その時点での最小値（Ｘ小，Ｙ小）、最大値（Ｘ大，Ｙ
大）を、図９に示すように合焦枠の（ｘ₁ ，ｙ₁ ），
（ｘ₂ ，ｙ₂ ）として設定する。そして、次のステップ
Ｓ１８で時間ｔを０にリセットする。ここで求められた
合焦枠の枠座標を図１のゲート回路２０７に入力し、ゲ
ート制御によりＡＦ制御に使用する画像領域（ビデオ信
号の範囲）を合焦枠内に制限する。そして、上述のステ
ップＳ１９に進む。

【００３５】（他の実施例）上記の実施例ではゲート回
路２０７を制御する際の情報として注視点座標と焦点距
離を使用し、焦点距離をワイド側とテレ側の２段階に分
けて、注視点座標の比較時間を設定したが、これを数段
階に分けることにより、より微妙できめの細かい合焦枠
の制御をすることができ、さらに最適な画像が得られ
る。

【００３６】なお、撮影記録装置として、上記実施例で
はカメラ一体型ＶＴＲに適用した例を挙げたが、これに
限らず、画像記録部としてフロッピーディスク，光ディ
スク，光磁気ディスクなどの他の記録媒体を使用する撮
影記録装置にも適用できることは勿論である。また、映
像としては動画および静止画の両方に適用できる。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
焦点距離に応じて設定された設定時間に得られる注視点
情報の最大値と最小値を合焦枠にするようにしたので、
注視点のバラツキと注視点の変化（撮影目標物体の変
動）を微妙に見分けることができ、最適な合焦枠を設定
してＡＦ制御を実行することができる。

【００３８】さらに詳細に説明すると、一般にズームレ
ンズがワイド側の時には撮影者の視線は画面全体に均一
にバラツクと考えられ、ズームレンズがテレ側の時には
撮影者の視線は撮りたい被写体の一点に絞られるので、
注視点情報の最大値と最小値を合焦枠とすると、ワイド
側では大きくテレ側では小さくなる。そして、本発明で
はワイド側ではあまり枠の大きさが変化すると遠近競合
などを起し易いので、上記の設定時間を長くし、テレ側
では撮りたい被写体一点に絞るためにその設定時間を短
くするようにしている。このことにより、本発明によれ
ば、ズーム比に合った大きさで撮りたい被写体に合った
位置に合焦枠を設定することができ、ごく自然で不快な
感じを受けないシャープで美しい映像が得られる、なめ
らかなＡＦ制御が実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のカメラ一体型ＶＴＲの回路
構成を示すブロック図である。

【図２】図１の光学系１００の配置例を示す斜視図であ
る。

【図３】図１の信号処理回路１０９による視線検出手段
の一例を示すフローチャートである。

【図４】Ｘ軸およびＺ軸を含む平面上の角膜反射像の位
置の一例を示す光路図である。

【図５】Ｘ軸およびＹ軸を含む平面上の角膜反射像の位
置の一例を示す光路図である。

【図６】眼球３０１からの反射像の一例を示す平面図で
ある。

【図７】図６の光電素子列の行Ｙｐ′から得られる出力
信号の一例を示す波形図である。

【図８】本発明の一実施例のＡＦ制御手順を示すフロー
チャートである。

【図９】合焦枠の設定の一例を示す説明図である。

【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 １００ 光学系 １０１ 電子ビューファインダ １０２ ファインダ画面 １０９ 信号処理回路 ２０１ フォーカスレンズ ２０２ ズームレンズ ２０３ 絞り ２０４ ＣＣＤイメージセンサ ２０５ 前置増幅器 ２０６ ビデオ信号処理回路 ２０７ ゲート回路 ２０８ ハイパスフィルタ ２０９ 制御装置 ２１０ ズームエンコーダ ２１１ 駆動回路 ２１２ モータ ２４０ ＶＴＲ ３０１ 眼

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光学系を介して得られる被写体からの光
   信号を電気信号に変換する光電変換手段と、 該光電変換手段により得られた電気信号に基づき被写体
   像をファインダ画面に映出するモニタ用のビューファイ
   ンダと、 該ビューファインダの周囲に配設されて撮影者が注視し
   ている主被写体の位置として眼球の視線による注視点を
   検出する視線検出手段と、 前記光学系の焦点距離を検知する焦点距離検知手段と、 該焦点距離検知手段から得られた前記焦点距離の情報に
   応じて所定時間を可変設定する計時手段と、 該計時手段で設定された前記所定時間内に前記視線検出
   手段から得られた前記注視点の情報の最大値と最小値を
   検出し、該最大値と該最小値に基づいて合焦枠を設定す
   る合焦枠設定手段と、 該合焦枠設定手段で設定された前記合焦枠内の前記電気
   信号に基づいてオートフォーカス制御を行う制御手段と
   を具備したことを特徴とする撮影記録装置。
2. 【請求項２】 前記計時手段は、前記焦点距離の情報が
   ワイド側のときは、該情報がテレ側のときよりも前記所
   定時間の値を大きな値に設定することを特徴とする請求
   項１に記載の撮影記録装置。