JPS60173515A - ズ−ムレンズを備えたカメラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、例えばビデオカメラ等において、画面内の被
写体位置を知る所謂被写体追尾装置を有するズームレン
ズを備えたカメラに関するものである。

従来、カメラ等の装置で画面内に存在する物体を被写体
として、その物体が画面内で位置を変えた場合も、その
位置を常に把握しておく所謂自動追尾の手法は幾つか提
案されている。物体の特徴抽出の手段としては、形状を
認識する方法や、物体中の特徴的なコントラストを用い
る方法、更に色を用いるものなどが開示されている。

これらの自動追尾を用いるものとして、ここではビデオ
カメラ等の動画撮影用のカメラを想定する。即ち、従来
の自動合焦装置付のビデオカメラでは、自動合焦装置の
測距視野にバララックスのないタイプのものを使用した
場合では、常に画面中心のものを測距しているので、画
面構成上ピントを合わせたい被写体□を常に画面中心に
置かねばならない欠点があった。そのため、測距視野装
置を可変とする技術も開示されてはいるが、これらの方
法は撮影者がつまみ等の操作によって測距視野位置を可
変とするものであり、撮影途中に被写体が移動した場合
にこれらのつまみにより測距位置を常に被写体上に維持
することは困難であった。

一方、測距装置として既にカメラに用いられている各種
の方式の内で、特にビデオカメラでは輝度信号の高周波
成分のピークを用いる方式が知られている。しかるにビ
デオカメラにおいて、前述の被写体追尾方式を導入し、
追尾している被写体位置に応じた位置の輝度信号から自
動合焦を行うことが考えられる。このように構成したカ
メラであれば、画面内に存在する被写体はその位置が何
処にあっても、被写体に常にピントの合っている画像を
得ることができる。

ところで、このように構成したビデオカメラでは、上述
のように画面内に被写体が存在する限りにおいては、従
来のビデオカメラに比較すると格段の操作性の向上が実
現されるが、逆に被写体が画面外へ抜けた場合の動作に
問題が残されていた。

本発明の目的は、上述の従来例の欠点を解決し、長時間
被写体を画面内に留めておくことにより、その間にパン
ニングやチイルティング等の操作を可能とし、結果とし
て追尾装置が被写体を見失う確率を低くしたズームレン
ズを備えたカメラを提供することにあり、その要旨は、
画面内で被写体が画面内に定められた限界エリアに至っ
たことを検知する検知手段と、該検知手段からの信号に
よりズームレンズの焦点距離をより短焦点側へ変化させ
る手段とを具備したことを特徴とするものである。

本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明する。

第１図はビデオカメラ装置の撮影画面を示し、左の方向
へ移動している被写体Ｓをカメラを固定した状態で撮影
をしている場合を、時間を追って（ａ）→（ｂ）→（Ｃ
）の順に模式的に表している。なお、ｌは撮影画面枠、
２は限界エリアであり、本発明は被写体Ｓがこの限界エ
リア２よりも外側へ出た、又は出ようとした場合に何ら
かの動作を行うものである。

本発明の主旨は前述のように、画面内に被写体をできる
限り長時間把えておくものであり、前述の限界エリア２
の位置まで被写体Ｓが移動したときに、合焦距離を広角
側へ変化させることによって画角を広げようとするもの
である。第１図（ａ）に示すように、比較的望遠側で左
方向へ動いて行く被写体Ｓを撮影している時に、被写体
Ｓが限界エリア２の位置に至ると、第１図（ｂ）　、　
（ｃ）に示すように焦点距離を広角に変えることによっ
て被写体Ｓを限界エリア２の端部付近に把えておくもの
である。

第２図は本発明によって変倍系レンズ群を駆動するため
のズームレンズのオートズーム回路を示し、この回路は
パワーズームスイッチ４、このパワーズームスイッチ４
を切換える切換スイッチ５．６、ズームモータ駆動回路
７、パワーズームモータ８、制御信号入力端９、切換ス
イッチ１０、パワーズーム速度の可変のための可変抵抗
を有する電源回路１１、本発明による動作の際に使用さ
れる電源回路１２から構成されている。

通常の動作においては、第２図に示すように切換スイッ
チ５は接点５ａと５０が、切換スイッチ６は接点６ａと
６０とが、切換スイッチｌＯは接点１０ａと１０ｂが閉
じた状態にある。この状態において、外部のシーソース
イッチ等で構成されたパワーズームスイッチ４が接点４
ａと４ｂの側を閉じると、ズームレンズの焦点距離がよ
り長くつまり望遠となる方向にパワーズームモータ８が
回転し、逆に接点４ａと４０の側が閉じられた場合には
、焦点距離が短くつまり広角となる方向に回転する。な
お、パワーズームモータ８の回転は従来公知の方法によ
りズームレンズの変倍系及び補正系のレンズを所定の移
動量だけ変化させるようになっている。

ここで、限界エリア位置と被写体Ｓを把えておく追尾ゲ
ートが定められた関係となり、焦点距離を広角側に変化
させるような命令がくると、切換スイッチ５では接点５
ａと５ｂが、切換スイッチ６では接点６ａと６ｂが、切
換スイヤチ１０では１０ａとｌＯｃが閉じるように構成
されている。

これにより、制御信号が入力端９より伝えられるとパワ
ーズームスイ・ンチ４嗜電源回路１１によって定められ
ている速度は無視され、電源回路１２で決められた一定
の速度、即ちズーム操作環の回転速度により焦点距離は
広角側へ変化する。

第３図は本発明の一実施例を示すブロック回路構成図で
あり、１３〜１５は撮影用のズームレンズを構成する光
学素子を示し、１３はズームレンズのうちで焦点調節に
関与する所謂前玉レンズ群、１４は焦点距離を可変する
ためのレンズ群で実際には変倍系と補正系の２群より成
り、１５は結像系のレンズ群である。これらのレンズ群
１３〜１５の後方には、固体撮像素子であるＣＯＤイメ
ージセンサ１６が配置されている。

このイメージセンサ１６はＣＣＤ駆動回路１７により駆
動され、その出力は信号処理回路１８を経て第１のゲー
ト回路１９への出力と、映像のためのＮＴＳＣ・ＴＶ信
号とに二岐される。第１のゲート回路１９の出力は、更
に第２のゲート回路２０と色検出回路２１にそれぞれ接
続され、第２のゲート回路２０の出力は合焦回路２２、
合焦モータ駆動回路２３を経て前玉レンズ群１３を前後
進する合焦モータ２４を駆動させる。

一方、色検出回路２１の出力は被写体位置検知回路２５
に接続され、その出力は警告回路２６・追尾ゲート位置
決定回路２７にそれぞれ接続されている。また、前玉レ
ンズ群１３の移動情報は警告回路２６、追尾ゲート大き
さ決定回路２８にそれぞれ接続されている。追尾ゲート
大きさ決定回路２８の出力は追尾ゲート位置決定回路２
７に接続され、この追尾ゲート位置決定回路２７の出力
は第１のゲート回路１９、第２のゲート回路２０、比較
回路２９にそれぞれ出力されている。

また、限界エリア設定回路３０の出力が比較回路２９に
接続され、比較回路２９の出力はズームモータ駆動回路
７を経て、可変焦点レンズ群１４を駆動するパワーズー
ムモータ８を駆動するようになっている。更に、色指定
回路３１の出力は被写体位置検知回路２４に入力され、
クロック回路３２の出力がＣＣＤ駆動回路１７と第１の
ゲート回路１９にそれぞれ接続されている。

次にこの動作を説明すると、被写界の像はズームレンズ
１３〜１５によってＣＯＤイメージセンサ１６上に像を
結像する。このイメージセンサ１６はクロック回路３２
、ＣＣＤ駆動回路１７の信号を基にｌ／６０秒で１フイ
ールドを構成するような映像信号を出力している。この
信号は信号処理回路１８によって公知の多くの演算処理
が施された後に、例えばＮＴＳＣ−ＴＶ信号として出力
される。

一方、現在の前玉レンズ群１３の位置つまり合焦距離と
、可変焦点レンズ群１４による現在の焦点距離の２つの
情報は、追尾ゲート大きさ決定回路２８に伝達され、最
適な追尾ゲートの大きさが決定される。決定された追尾
ゲートの大きさ情報は、追尾ゲート位置決定回路２７に
伝達され、例えば被写体Ｓが持つ固有の色を基に被写体
Ｓを追尾するようにされている。つまり、追尾ゲート内
又はその周辺の色情報を第１のゲート回路１９によって
抽出された映像信号から色検出回路２１を介して色とし
て一〇出すと共に、被写体位置検知回路２５により追尾
することになる。この際に、撮影当初の時点で被写体Ｓ
を覚え込まず手順が当然必要となるが、その際に色指定
回路３１が用いられる。即ち、追尾に関する動作をまと
めると、映像信号中から追尾ゲート中又はその周辺に存
□在する映像信号を抽出し、指定色が前回に比べ移動し
ていると□判断されるとその方向に追尾ゲートを移動さ
せるわけである。

ここで、演算処理のアルゴリズムに関する詳細な説明は
省略するが、演算速度は速い方が良い。

また少なくともｌ／６０秒の間に、追尾ゲートの大きさ
の被写界側への逆投影距離を越える移動があった場合は
追尾が困難となる。更に、自動合無用の一度信号につい
てこの実施例の場合は、追尾ゲートで取り出した領域の
中から更に第２のゲート回路２０によって抽出するもの
であり、この測距視野内のＹ信号の高周波成分を合焦回
路２２で演算して、前ピント、後ピントなどの判断を行
い、合焦モータ２４を駆動している。

警告回路２６は被写体位置検知回路２５において被写体
Ｓを見失なった時や、強制的な広角へのズーミングが広
角端に行きついて、なお追尾ゲートと限界エリア設定回
路３０が所定の位置関係にある場合に動作するものであ
って、その方法としては例えばファインダ内部でＬＥＤ
による表示をするなどが考えられる。

被写体Ｓが限界エリア２に近づき、ズームレンズの焦点
距離を広角側へ変化させるトリガとなるには、限界エリ
ア設定回路３０によって設定された限界エリア２の境界
線と追跡ゲートの境界線が、例えば一致したときなどの
幾つかの判断手法が考えられる。何れにしても、この定
められた条件は比較回路２９において判断しており、例
えばこの例では限界エリア２の境界線と追尾エリアを規
定している境界線が一致したときに、ズームモータ駆動
回路７に出力が発せられる。

本発明の第３図に示した実施例では、追尾手段を色検知
手段によるものであるが、被写体Ｓを特定する他の方法
でも支障はない。また限界エリア２に関しても、第１図
に示すような撮影画面枠１の内部に限界エリア２を設定
する場合の他に、撮影画面枠ｌと限界エリア２の大きさ
が同一であってもよい。また、カメラを構成する上で追
尾エリアが限界エリア２にかかった際に、本発明に開示
したような方式にするか、他の方式にするかを選択つま
みによって選択可能とするなどの応用も考えられる。

以上説明したように本発明に係るズームレンズを備えた
カメラは、ビデオカメラ等の動画撮影装置で指定された
限界エリアと追尾ゲートの関係がある定められた関係に
なったときに、強制的に焦点距離をより短焦点側へ持っ
ていくことにより、カメラが被写体を見失なう確率を減
少させると共に操作性をも良好にするものである。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係るズームレンズを備えた力、メラの一
実施例を示し、第１図は動作説明図、第２図はズームモ
ータ駆動回路、第３図はビデオカメ１ うにおけるブロック回路構成図である。 符号１は撮影画面枠、２は限界エリア、４はパワーズー
ムスイッチ、７はズームモータ駆動回路、８はパワーズ
ームモータ、１６はＣＯＤイメージセンサ、１８は信号
処理回路、２１は色検出回路、２５は被写体位置検知回
路、２６は警告回路、２７は追尾ゲート位置決定回路、
２８は追尾ゲート大きさ決定回路、２９は比較回路、３
０は限界エリア設定回路、３１は色指定回路である。 特許出願人　キャノン株式会社 ２

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、画面内で被写体が画面内に定められた限界− エリアに至ったことを検知する検知手段と、該検知手段
   からの信号によりズームレンズの焦点距離をより短焦点
   側へ変化させる手段とを具備したことを特徴とするズー
   ムレンズを備えたカメラ。 ２、前記被写体の検知は、被写体が有する色を基に行う
   ようにした特許請求の範囲第１項に記載のズームレンズ
   を備えたカメラ。 ３、前記短焦点側へ変化すべき条件を満たしたときに、
   ズームレンズの焦点距離が略最短焦点距離にあれば警告
   を発するようにした特許請求の範囲第１項に記載のズー
   ムレンズを備えたカメラ。