JPH07121081B2

JPH07121081B2 - オ−トフオ−カス装置

Info

Publication number: JPH07121081B2
Application number: JP62051586A
Authority: JP
Inventors: 晶肥後; 正佐々木
Original assignee: 富士写真光機株式会社
Priority date: 1987-03-06
Filing date: 1987-03-06
Publication date: 1995-12-20
Anticipated expiration: 2010-12-20
Also published as: JPS63217880A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は、オートフォーカス装置、詳しくは例えば比
較的小さなビューファインダ上の被写体像を観察しなが
らテレビカメラマンがピントを合わせようとしていると
きに、カメラマンの視線方向に存在する被写体像に対し
ベストピントとなるようにしたオートフォーカス装置に
関する。

〔従来の技術〕

一般にテレビジョン放送用カメラ（以下テレビカメラと
いう）を操作するに際し、主カメラマンがテレビカメラ
のビューファインダであるCRT（Cathode Ray Tube）か
らなるテレビジョンモニターに写し出される画面を見な
がら合焦操作を行うようにしている。

しかしながら、テレビカメラに付設されたテレビジョン
モニターは画面サイズ（例えば、1.5〜9.0インチ）が小
さく、この小さな画面を頼りに正確な合焦操作をするこ
とは難しい。

そこで、現在では主カメラマンの他に合焦操作を専門に
行ういわゆるフォーカスマンを設け、この主カメラマン
とフォーカスマンとの二人のペアによって合焦操作を行
うようにしている場合がある。このフォーカスマンは、
テレビカメラに設けられたテレビジョンモニターとは別
に設けられた大画面のテレビジョンモニターを見ながら
正確な合焦操作を行っている。

〔解決しようとする問題点〕

ところで、このように主カメラマンとフォーカスマンと
のペアにより撮影する場合、主カメラマンがピントを合
わせようと意図する部分をフォーカスマンが読み取り正
確に合焦操作をすることは実際上は極めて難しい。

例えばテレビカメラに対して二人の人物が前後に僅かに
離れた距離におり、この二人の者が同時に撮影されてテ
レビジョンモニター上には左右に並んで写し出されてい
る場合、主カメラマンが近い方の人物を鮮明に写し出し
たいと意図しているにも拘わらず、フォーカスマンが遠
い方の人物に正確に合焦し、近い方の実物が不鮮明に写
し出されるように操作をしてしまうことがある。つま
り、主カメラマンとフォーカスマンとの意図が一致しな
いことがある。

さらにまた、最近では従来のテレビジョン放送の画面以
上に精密な画面を提供することが可能な高品位テレビが
市場に登場しようとしている。

上述の高品位テレビ用の撮影をテレビカメラを用いて行
う場合には、従来のテレビカメラについている小型のビ
ューファインダではより正確な合焦を行うことができな
いので、フォーカスマン用のモニターテレビとして例え
ば「28インチ」とか「35インチ」とかという極めて大型
のモニター用テレビを用意しなければならない。このよ
うな大型のモニター用テレビを用意することは、例えば
テレビ中継用の車両の中に設置することを考えると、ス
ペースの問題で極めて困難な状況を引き起こすこととな
る。

〔問題点を解決するための手段および作用〕

本発明は上記問題点を解決するために、ビューファインダ上の一点を凝視しに際に眼底の網膜と
このビューファインダ上の一点との間を往復する光路を
捉えるようにした視線方向検出部と、上記ビューファイ
ンダ上の映像を観察してピントの粗調整を行うピント粗
調整部と、レンズを細かく振動させワブリング法により
ピントを合わせるワブリング法検出手段と、少なくとも
上記視線方向検出部の検出結果によりビューファインダ
上の視線方向座標を確定する制御部と、この制御部から
のビューファインダ上の座標データ出力に基づいて視線
の向いている部分のみの映像信号を取り出す合焦位置確
定部と、この合焦位置確定部の出力結果に基づき視線方
向被写体にフォーカス系レンズがベストピントとなるよ
うに駆動するフォーカス系レンズ駆動部と、を具備し、
ビューファインダ上におけるピント粗調整状態の被写体
像のいずれに視線を向いているかを検出し、この視線が
向いている部分の映像信号のみに基づいてフォーカス系
レンズを駆動させ視線の向いている方向の被写体に合焦
するようにしたものである。

〔実施例〕

以下、この発明のオートフォーカス装置を図示の一実施
例に基づいて説明する。

なお、この発明に用いている「視線方向検出装置」の詳
細については、先に本出願人が昭和62年２月26日に出願
した特許願「視線方向検出装置」を参照していただきた
い。

第１図は、本発明のオートフォーカス装置をテレビカメ
ラに適用した場合の全体構成を示すブロック構成図であ
る。

図示のように視線方向検出装置100はテレビジョンモニ
ターであるビューファインダ20に設けられているブラウ
ン管6aの前面側に配置されている。そして、この視線方
向検出装置100の接眼レンズ101からテレビカメラマンの
眼球108によってブラウン管6aの画面上を観察したとき
の光軸上に存在するように第１のハーフミラー102が配
設されている。この第１のハーフミラー102の下方には
第２のハーフミラー103が配設されており、この第２の
ハーフミラー103の左方には平面上に人間の眼には見え
ない赤外線を発する多数の順次配列された発光ダイオー
ド（以下、LEDと記す）を有する赤外線LED105が配設さ
れている。このLED105はLEDアレー駆動回路104により駆
動され、その制御（順次点灯）は次に述べるコントロー
ラ21による。

また、上記第２のハーフミラー103の下方には二次元フ
ォトセンサー等からなる受光素子106が配設されてお
り、この受光素子106は光電信号増幅回路107に接続され
ていて、微弱な信号が増幅される。

この視線方向検出装置100は、ブラウン管6aの観察面と
光学的に共役な点に発光体である赤外線LED105を配設し
ておき、テレビカメラマンの眼球108の視線がこのブラ
ウン管6a上のいずれかの点に向けられているときに、こ
の点に対応した赤外線LED105上のLEDの番地に対応したL
EDのみが強く光を反射し、この反射を受光素子106で捉
え制御部でその位置を演算し視線の位置を確定するよう
にしたものである。なお、この「視線方向検出装置」の
詳細な説明は前記特許願に詳しく述べているのでこれを
参照していただきたい。また、この特許願には三つのタ
イプの視線方向検出装置（前特許願における第１図と第
２図と第５図）を開示しているが、これらの三つのタイ
プのいずれであっても本発明に適用することができる。

テレビカメラのフォーカス系レンズ11の第１のレンズ11
aは、被写体である人物109に向けられている。この第１
のレンズ11aの後方側には第２のレンズ11b,第３のレン
ズ11cが順次配設され、さらに公知のワブリング法によ
り細かく振動させられる第４のレンズ11dが配設され、
さらにこのレンズ11dの後方には第５のレンズ11eが配設
されている。

そして、上記フォーカス系レンズ11によって得られた被
写体像は、テレビカメラの映像処理部10を構成するCCD
等からなる撮像デバイス１によって光電変換され前置増
幅器２を介してプロセス増幅器３に入力する。この撮像
デバイス１とプロセス増幅器３とには同期信号発生器４
から発せられた周期パルスが供給されている。

上記プロセス増幅器３から得られた映像（ビデオ）信号
はビューファインダ20を構成する映像ドライブ回路6bに
入力し、さらに前記ブラウン管6aの画面上に画像を写し
出すようになっている。

一方、テレビカメラ本体の例えば側面図にはカメラマン
がピントを合わせるときに粗調整を行うためのフォーカ
スデマンド16が取付けられており、このデマンド16の内
部にはポテンショメータ17が配設されている。

このポテンショメータ17の可変端子はアナログスイッチ
18の第１の入力端に接続されていて、さらに上記ポテン
ショメータ17からの粗調整信号と次に述べるコントロー
ラ21からの微調整信号とを加算する加算器23の一方の端
子に接続されている。

上記アナログスイッチ18の第２の入力端には前記視線方
向検出装置100を構成する光電信号増幅器107の出力端が
接続され、このアナログスイッチ18の出力端はアナログ
／デジタル（以下、A/Dと記す）コンバータ19を介して
このオートフォーカス全体を制御しているワンチップの
マイクロコンピュータ等からなるコントローラ21に接続
されている。

このコントローラ21の第１の出力端は上記アナログスイ
ッチ18の第３の入力端に接続されていて上記光電信号増
幅器107よりの入力信号か、フォーカスデマンド16より
の入力信号かのいずれかを選択するように制御し、第２
の出力端は前記ワブリング法でボイスコイル等からなる
振動子14をドライブする振動子駆動回路15に接続されて
いる。

上記コントローラ21の第３の出力端はデジタル／アナロ
グ（以下、D/Aと記す）コンバータ22を介して前記加算
器23の他方の入力端に接続されている。さらに、このコ
ントローラ21の第４の出力端は前記LEDアレイ駆動回路1
04の入力端に接続されていて、この赤外線LED105を構成
するLEDのうちのいずれのLEDが点灯するかをコントロー
ルするようになっている。

このコントローラ21の第５の出力端からはV_start信号が
出力され、第６の出力端からはV_END信号が出力し、第７
の出力端からはH_start信号が出力し第８の出力端からは
H_END信号が出力し、これらの信号はいずれもテレビカメ
ラマンの視線が向いている部分のみの映像信号を取り出
すようにした合焦位置選択アナログゲート30に供給され
る。なお、これらのV_start信号等はブラウン管6a上の画
面における凝視されたエリアを確定するために用いる信
号である。

前記ビューファインダ20を構成する映像ドライブ回路6b
の第２の出力端は同期分離回路24の入力端に接続され、
この回路24の第１の出力端からは垂直同期（V_sync）信
号が出力されて上記アナログゲート30に供給され、同様
に第２の出力端からは水平同期（H_sync）信号が供給さ
れている。さらに、この同期分離回路24の第３の出力端
からはビデオ信号が出力していて高調波成分のみを取り
出すバンドパスフィルター（以下、BPFと記す）25に供
給され、このBPF25の出力は上記合焦位置選択アナログ
ゲート30に入力するようになっている。

上記合焦位置選択アナログゲート30の第１の出力端はビ
デオ信号用の公知の高速A/Dコンバータ26の第１の入力
端に接続され、上記アナログゲート30の第２の出力端は
タイミング信号として上記高速A/Dコンバータ26に供給
されると共に、前記コントローラ21の第２の入力端に接
続されている。そして、この高速A/Dコンバータ26の出
力端は上記コントローラ21の第３の入力端に接続されて
いて、上記アナログゲート30で確定した視線方向の映像
信号のみをこのコントローラ21に送っている。

また、前記加算器23の出力端は前記フォーカス系レンズ
11の第１のレンズ11aを前後にドライブするモータ12の
回転駆動させるモータ駆動回路13に接続されている。

次に、以上のように構成されているオートフォーカス装
置の動作を第２図に示すフローチャートに基づいて説明
する。

まず、テレビカメラマンがテレビカメラを人物109向け
てフォーカスデマンド16を操作すると、この人物109の
被写体像はフォーカス系レンズ11,映像処理部10等を介
してブラウン管6aの画面上に写し出される。

このブラウン管6aの画面に写し出された被写体像をテレ
ビカメラマンの眼球108が観察する。

このとき、テレビカメラマンの眼球108が被写体像のい
ずれかを凝視したとすると、この凝視したブラウン管6a
上の位置が視線方向検出装置100により検出されアナロ
グスイッチ18に送られ、さらにA/Dコンバータ19でデジ
タルデータに変換されてコントローラ21に供給される。
そして、このコントローラ21においてテレビカメラマン
が凝視している被写体像（つまりピントを合わせたい部
分）のブラウン管上の座標が演算されて確定する。

次いで、コントローラ21の第２の出力端から信号が送出
されるので振動子14が振動して第４のレンズ11dを例え
ば数10Hzでもって振動させる。すると、周知のワブリン
グ法により第４のレンズ11dが微小振動し、被写体像が
映像ドライブ回路6baに送られていく。

一方、この映像ドライブ回路6bの出力信号であるビデオ
信号は同期分離回路24にも送られているので、ここでV
_sync信号とH_sync信号とが分離され、さらにビデオ信号
がBPF25に供給され、ここで高調波分だけが取り出され
る。

そして、上記合焦位置選択アナログゲート30において視
線方向検出装置100により検出された視線の向いている
部分のみの映像信号が取り出され、高速A/Dコンバータ2
6へと送られる。

すると、この高速A/Dコンバータ26の出力端からコント
ローラ21に対し信号が送られる。

すると、このコントローラ21において第３の出力端から
信号が送出され、この信号はD/Aコンバータ22でアナロ
グ信号に変換されて加算器23に入力する。

この加算器23には前述のようにフォーカスデマンド16か
らの粗調整の信号が入力されるようになっており、この
粗調整信号とコントローラ21から出力された信号とが加
え合わされてモータ駆動回路13を駆動しモータ12を回転
駆動して第１のレンズ11aを前後動させベストピントの
位置に設定する。

なお、前記合焦位置選択アナログゲート30の一例として
は第３図に示すようなものが考えられる。

この第３図に示した合焦位置アナログゲート30は、第１
と第２のカウンタ31と32及び第３と第４のカウンタ36と
37及びクロック発生器33を有しており、さらに第１と第
２のフリップフロップ（以下、F/Fと記す）回路34と38
を有し、さらにアンドゲート35とアナログスイッチ39を
有して構成されている。

次に、このように構成されている合焦位置選択アナログ
ゲート30の動作を第４〜６図によって説明する。

いま、第４図に示すようにビューファインダを構成する
ブラウン管6aの画面上の斜線部のみの映像信号を取出し
たいものとし、テレビカメラマンの視線が上記斜線部に
向いているものとする。

なお、クロック発生器33から発生されているクロック信
号の1H（例えば、525本の走査線では63.5μｓ）当りの
パルス数を視線検出装置100のＨ方向の分解能と同じと
する。

次にコントローラ21によりカメラマンの視線が向けられ
ている（ヒットしている）座標をH,V方向それぞれにス
タート及びエンドに分け、合焦位置選択アナログゲート
30を構成するカウンタ31,32にデータとして出力する
（第４図参照）。

上記カウンタ31と32はH_sync信号がアクティブになった
後のクロック信号の数をカウントし、スタート，エンド
の位置に達したならばパルスを出力する。このパルスを
F/F回路34によりＨ方向のアナログスイッチコントロー
ル信号とする。

カウンタ36,37はV_sync信号がアクティブになった後にH
_sync信号をカウントし、Ｈ方向の場合と同様にＶ方向の
アナログスイッチコントロール信号を発生する。

このH,Vのアナログスイッチコントロール信号をアンド
ゲート35に入力してアナログスイッチ39を制御する。

このようにすれば視線がヒットしている部分のみの映像
信号を取り出すことができる。

〔効果〕

本発明によればビューファインダ上の視線が向けられて
いる被写体像に対してのみピントが合うようになるの
で、たとえ高品位テレビのような微細な調整を要する画
面であってもフォーカスマンを用意することなくテレビ
カメラマンの意図する被写体に対するピントの合った画
像を作り出すことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のオートフォーカス装置を示すブロック
構成図、第２図はこのオートフォーカス装置の動作を示
すフローチャート、第３図は第１図に示す合焦位置選択
アナログゲートの一例を示す電気回路図、第４〜６図は
この第３図の動作を説明する図である。 10……映像処理部、11……フォーカス系レンズ、11a…
…フォーカス系レンズの第１のレンズ、11d……フォー
カス系レンズの第４のレンズ、12……モータ、14……振
動子、16……フォーカスデマンド、21……コントロー
ラ、23……加算器、24……同期分離回路、25……バンド
パスフィルター（BPF）、30……合焦位置選択アナログ
ゲート、100……視線方向検出装置。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】テレビジョンカメラに設けられたビューフ
ァインダ上の映像を観察しながら、フォーカスデマンド
からの粗調整信号をモータ駆動回路に入力させてフォー
カス系レンズを調整してピントの粗調整を行うピント粗
調整部と、上記ビューファインダを観察する観察者の眼底に向けて
ビューファインダ側から不可視光を入射させ、上記ビュ
ーファインダの任意位置を凝視する観察者の眼底によっ
て反射方向が定められる不可視光発光手段と、上記反射方向を検出することによって観察者の視線方向
を検出する視線方向検出部と、結像系レンズを細かく振動させワブリング法によりピン
ト位置を検出するワブリング法検出手段と、上記視線方向検出部から検出された信号を演算する演算
手段と、上記演算手段の演算結果により上記ビューファインダ上
の視線方向座標を確定する制御部と、この制御部からのビューファインダ上の座標データ出力
に基づいて視線方向に対応する被写体像の一部領域にお
ける上記ワブリング法により変化する映像信号に基づい
て合焦位置を確定する合焦位置確定部と、この合焦位置確定部の出力結果に基づき視線方向被写体
にフォーカス系レンズがベストピントとなるように駆動
するフォーカス系レンズ駆動部と、を具備し、上記ピント粗調整部によるピント粗調整後
に、ビューファインダ上におけるピント粗調整状態の被
写体像の任意位置を凝視する観察者の視線方向を検出
し、この視線方向に対応する被写体像の一部領域におけ
るワブリング法による映像信号のみの変化に基づいて第
１のフォーカス系レンズを駆動させ、視線の向いている
方向の被写体に合焦するようにしたことを特徴とするオ
ートフォーカス装置。