JPS6128914A - カメラにおける自動追尾装置 - 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】 （技術分野） この発明は、カメラ、°とくにビデオカメラ用の自動焦
点検出又は自動焦点ｇ１１節装置において、移動する被
写体に対する自動追尾装置に関し、とくに被追尾被写体
が撮影画面の中央部から遠ざかった場合に、簡単な手段
により焦点検出対象・写体を他の物体に切り換えること
を可能にする手段に関する。

（背景技術） 従来の無視差の自動焦点検出装置を具えるカメラ、例え
ばビデオカメラでは、第１３図（Ａ）に示すように測距
視野が撮影画面中央部に固定されているため、同図（Ｂ
）に示すようにピントを合わせたい被写体（以下焦点検
出対象被写体という、この例では人物）が移動してしま
うと、この目標被写体とは異る距離にある物体（この例
では家屋）にピントが合い、焦点検出対象被写体である
人物がぼけてしまうので、画面構成上焦点検出対象被写
体をつねに画面中心に置かねばならないという欠点があ
った。そのため、測距視野位置を可変にする手段も提案
されているが、これらの手段は撮影者がつまみ等の操作
によって測距視野位置を変更するものであり、撮影途中
に被写体が移動する場合に、これらのつまみによって測
距視野位置をつねに焦点検出対象被写体上に維持するこ
とは困難である。

上記の欠点を解消するために、本出願人は、先に、移動
可能な追尾視野を設定し、被測距物体の特徴をこの追尾
視野に関して抽出し、この抽出された特徴を記憶させ、
この記憶された特徴と新たに抽出された被測距物体の特
徴とに基づいて物体の移動の有無を検出し、物体の相対
的な移動に応じて測距視野を物体の移動に追尾して移動
させるようにした自動追尾焦点検出装置について提案し
たが（昭和５９年特許願第１０５８９７号、発明の名称
「自動追尾焦点検出装置」）、この提案を実施するに当
たっては、後に詳述するように、被追尾被写体が撮影画
面の中央部からある程度遠ざその付近に現われて来るこ
とが予想される他の物体に切り換えることにより撮影者
の意図により近づけることができる構成にすることが望
ましい。

（目　的） この発明は、従来の自動焦点検出装置の前述の欠点を解
消し、移動する被写体について自動的にその移動位置を
検出し、測距視野を被写体の移動に追尾して移動させて
焦点検出ないし焦点調節を行うに当たり、被追尾被写体
が撮影画面の中央部からある程度遠ざかったときには、
焦点検出対象被写体を他の物体に切り換えることを可能
にする手段を具える自動追尾装置を提供することを目的
とする。

（実施例による説明） 以下第１図ないし第１２図等を参照して上記の目的を達
成するためこの発明において講じた手段について例示説
明する。下記の説明は、被追尾被写体の特徴を色信号情
報によって抽出する例について、この発明の自動追尾装
置の実施例の全体構成、並びに同実施例における限界領
域設定手段、自動焦点検出手段、焦点検出マーク設定手
段及び限界領域の機能の順序で行う、　　　　　　　　
　　　　　　［（この発明の自動追尾装置の実施例の全
体構り（第１図） 第１図は、この発明の自動追尾装置の一実施例の全体構
成を示すものであって、図中１は撮影光学系中の焦点調
節のためのレンズ群、２は撮像手段の一例であるＣ、Ｃ
，Ｄ、等の固体撮像素子を示している。固体撮像素子２
は、周知ダように、不図示の撮像素子駆動回路によって
制御されてその受光面に入射する被写体からの光を光電
変換する。この光電変換された信号は、不図示の前置増
幅器で増幅され、信号処理回路３で各種の補正処理をさ
れるとともに同回路内のマトリクス回路で色差信号（Ｒ
−Ｙ）、ＣＢ”−Ｙ）並びに輝度信号Ｙが作成される。

これらの色差信号及び輝度信号はエンコーダ１５で同期
信号と合成され、出力ビデオ信号である例えばＮＴＳＣ
信号が形成され、出力端子１６より利用装置１例えばビ
デオデツキへ供給される。

上記の色差信号（Ｒ−Ｙ）及び（Ｂ−Ｙ）、さらに必要
があれば輝度信号Ｙは、追尾ゲート回路４を介して移動
検出回路５に入力され、同回路で被写体の移動方向又は
移動量が検出される。ここで、被写体とカメラとの間の
移動は相対的であるから、上記の被写体の移動とは、カ
メラが固定されて被写体が移動する場合のほか、被写体
が停止してカメラが移動する場合あるいは両者がともに
移動する場合をいい、この発明は上記のどの場合にも適
用されるものである。

追尾ゲート回路４では、ゲートパルス発生回路１１が発
生するゲートパルスによって前記の色差信号等に対する
ゲート位置が設定される。これにより、被写体の特徴、
さらには背景の特徴を、例えば後述の第５図〜第８図に
示す態様により抽出する追尾視野の位置が定められる。

換言すれば、前記の色差信号等のうち移動検出回路５に
入力される範囲が定められ、この信号の変化によって被
写体の移動が検出される。この被写体移動検出信号はゲ
ート移動回路６に供給され、ここで追尾ゲート回路４の
ゲート位置、すなわち追尾視野位置を被追尾被写体の移
動に応じて移動させるための信号が発生される。この信
号がゲートパルス発生回路１１に供給され、被追尾被写
体の移動に対応する位置の色差信号を抽出するためのゲ
ｉトパルスが形成される。ゲートパルス発生回路１１は
、同期信号発生回路１０が発生する水平同期信号ｆ、及
び垂直同期信号ｆｖに同期して作動する。なお同期信号
発生回路ｌＯは、装置全体のタイミングを制御する不図
示のクロックパルス発生回路が発生するクロックパルス
を分周した信号によって制御され、さらに前記の撮像素
子駆動回路は、例えばこの分周信号によって制御され、
前述のエンコーダ１５は前記の同期信号等によって制御
される等各種の同期制御が行われるが、これらの同期制
御手段は映像信号処理系で周知であるので詳細な説明を
省略し、また、とくにこの発明の詳細な説明に関連する
部分を除き、図示を省略する。また移動検出回路５の詳
細については、第５図〜第８図を参照して後述する。

一方、輝度信号Ｙは測距ゲート回路７を介して自動焦点
検出装置８に入力され、同装置で焦点検出ないし焦点ｇ
ｌＷｒＫが行われる。測距ゲート回路７では、ゲートパ
ルス発生回路１１が発生するゲートパルスによって輝度
信号Ｙに対するゲート位置が前記の追尾ゲートと同じ関
係位置に設定され、これにより輝度信号Ｙのうち被写体
の焦点検出のために自動焦点検出装置８に入力される範
囲（以下測距視野という）が定められる。なおこの発明
の実施例では、追尾視野又は（及び）測距視野は、必要
に応じて電子ビューファインダ等の表示装置に表示する
ことができるが、これは必須の手段ではない。

第１図では、追尾ゲート回路４と測距ゲート回路７とを
別個に設けているが、両ゲート回路を共通に設けてもよ
く、あるいは、前者の後段に後者を接続して前者により
設定される追尾視野内のさらに小範囲の部分に測距視野
を設定してもよい。

ただし、いずれの場合も、追尾動作中は、両視野は同じ
関係位置に、とくに中心位置を同じにして設定されなけ
ればならない。なお第１図に示す例では、追尾視野と測
距視野とは、それぞれ任意の大きさに設定することがで
きる。さらに撮影距離及びレンズの焦点距離に応じて不
図示のゲート大きさ決定回路により両視野の一方又は両
方の太きさを自動的に調整するようにすれば、つねに最
適の大きさの追尾視野又は（及び）測距視野を得ること
ができる。

測距ゲート回路７の後段に接続された自動焦点検出装置
８では、公知の手段に従って自動焦点検出が行われ、そ
の出力信号がレンズ駆動装置１７を制御し、その駆動モ
ータによってレンズ群ｌを駆動する。そして合焦点が検
出されると、上記の制御ループは動作を停止し、レンズ
群１もその位置に停止する。なお自動焦点検出手段の具
体例については、第９図を参照して後述する。

ゲート移動回路６から得られる位置情報は、キャラクタ
・ジェネレータ１２に供給され、ここで焦点検出対象被
写体を指示する焦点検出マーク信号が形成され、この信
号がエンコーダ１５からの出力ビデオ信号（ＮＴＳＣ信
号）と加算回路１３で加算され、表示装置例えば電子ビ
ューファインダ（ＥＶＦ）１４に映像信号と焦点検出対
象被写体を指示するマーク（例えば第１１図のＦＭ）と
が表示される。なおキャラクタ・ジェネレータ１２の詳
細については、第１０ｖ！Ｉを参照して後述する。

限界領域設定回路１８は、この発明の主要な特徴である
限界領域設定手段の一例をなすものであって、同期信号
発生回路ｌＯが発生する水平同期信号ｆ、及び垂直同期
信号ｆｖに制御されて撮影者の設定に従がい、例えば第
１１図のＢＡで示される限界領域を設定する。限界領域
ＢＡは、その内部においてのみ追尾動作を行う等のため
に設けられるものであり、演算回路１９において限界領
域設定回路１８及びゲート移動回路６の出力に応じて追
尾視野の現在位置があらかじめ手動設定された限界領域
ＢＡ内に入っているかどうかが判定される。そして追尾
視野の位置、したがって被追尾被写体の画面上の位置が
限界領域ＢＡを出たとの判定がされたときに追尾視野を
初期位置、例えば撮影画面中央部相当の位置へ戻すため
の手段について説明すると、そのひとつは演算回路１９
の制御により、移動検出回路５及びゲート移動回路６を
リセットし、ゲートパルス発生回路１１が発生するゲー
トパルスによって制御される追尾ゲート回路４のゲート
位置を上記の初期位置相当の位置へ移動させることであ
る。なおこの発明の実施例において、限界領域は追尾動
作を行う範囲等を定める手段であって、必ずしもファイ
ンダ等に表示することを要するものではない、また限界
領域は、撮影画面の全面内にそれよりも狭い範囲として
、あるいは撮影画面中の一部の領域内にそれよりも狭い
範囲として設定することができる。

上記の初期位置復帰手段は、被写体の動きが激しい場合
に安定に追尾動作を行わせる等のためには、被写体がい
ったん限界領域ＢＡを出たら直ちに初期位置へ復帰させ
るのではなく、設定可能な所定時間を経た後に行うよう
に構成することを可とする０時間設定回路２１及びタイ
マ２２はそのために設けるものであり、撮影者の設定に
応じ時間設定回路２１を介してタイマ２２の作動時間が
定められる。被追尾被写体が限界領域ＨＡを出たとの判
定がされると、演算回路１９は移動検出回路５及びゲー
ト移動回路６に制御信号ａを転送してこれらの回路の動
作を停止し、かつタイマ２２に制御信号すを転送してそ
の動作を開始させる。

タイマ２２は、その動作中、制御信号Ｃをキャラクタ・
ジェネレータ１２及びレンズ駆動装置１７に転送し、前
者では焦点検出マークの表示動作を中止させ、後者では
駆動装置１７を停止させてその時点におけるレンズ群ｌ
の位置によって定まる焦点検出状態を保持するようにす
る。タイマ２２の動作が終了すると、制御信号ｄによっ
て移動検出回路５及びゲート移動回路６により定められ
る追尾ゲート回路４のゲート位置を前記の初期位置相当
の位置へ戻し、移動検出回路５は改めて後述の被写体移
動検出動作を開始し、また制御信号Ｃの終了によってキ
ャラクタタ・ジェネレータ１２及びレンズ駆動装置１７
もその動作を再開する。

なお測距ゲート回路７のゲート位置も追尾ゲート回路４
に追随して撮影画面中央部相当位置へ戻される。

（この発明の実施例における限界領域設定手段２（第１
図〜第４図） 次に第２図〜第４図をも参照してこの発明の実施例にお
ける限界領域設定手段ｆついて説明する。第２図におい
て３０．３１は限界領域ＢＡのＸ方向声界線を、３２．
３３は同じくＸ方向の境界線を示すものであり、第３図
（Ａ）のつまみ４０の手動操作によりＸ方向の位置を定
める境界線３０．３１が左右に移動し、かつロックボタ
ン４１の操作によりその位置が固定される。同様に、同
図（Ｂ）のつまみ４２の操作によりＸ方向の位置を定め
る境界線３２．３３が上下に移動し、かつロックボタン
４３の操作によりその位置が固定される。すなわち、つ
まみ４０．４２の操作により限界領域ＢＡの位置を可変
に設定することができるが、Ｘ方向及びＸ方向ともにつ
まみをさらに１個設け、境界線３０と３１、同じ＜３２
と３３とを独立に設定し、限界領域ＢＡの大きさをも可
変に設定できるようにしてもよい。

上記のつまみ及びロックボタンの操作に応じて境界線３
０〜３３の位置を示す信号を発生するためには、これら
の境界線に対応する水平走査線の位１（３２，３３に対
応する）及びこれらの水平走査線を上下端とする各水平
走査線中の特定位置（３０，３１に対応する）を選択す
ればよい、そのためには、前者については１フイールド
中の水平走査線数をカウントし、つまみ４２等によって
設定される境界線３２．３３の位置に対応する番号の水
平走査線を選択し、また後者については水平同期信号周
波数を逓倍してパルス列を発生させ、各水平走査周期の
始端からカウントしてつまみ４０等によって設定される
境界線３０．３１の位置に対応する番号のパルスを選択
すればよい。

あるいは、水平同期信号及び垂直同期信号にそれぞれ同
期する三角波を発生させ、これらの三角波をそれぞれつ
まみ４０及び４２等によって設定される境界線（３０，
３１）及び（３２，３３）の位置に対応する電圧レベル
でクリップして矩形波を発生させ、かつこれらの矩形波
の前端及び後端に相当する１対のパルスを発生させて、
それぞれ一方の矩形波と他方の１対のパルスとの論理和
をとればよい（本出願人の出願に係る特開昭５９−４３
８４号公報、発明の名称「ビデオカメラ」参照）、さら
に後述のキャラクタ・ジェネレータ１２と同様の手段に
よってもよい。

第４図は、上記のようにして作成された信号のタイミン
グ関係を１水平走査期間について示すものであり、（ａ
）は映像信号を簡略化して示し、（ｂ）は限界領域を示
すもので詳しくは第２図の境界線３０．３１と水平走査
線とが交差する位置を示し、（Ｃ）は（ａ）信号と（ｂ
）信号との合成信号を、（ｄ）は第２図のＸ方向（境界
線３０及び３１で定められる）の限界領域幅を、（ｅ）
は第１図の追尾ゲート回路４によるゲート位置を、（ｆ
）は時間軸をそれぞれ示すものである。

この例では、（ｄ）の限界領域幅を示す信号は限界領域
で低レベル、その他の部分で高レベルになっている。ま
たゲート位置を示す信号（ｅ）によって追尾視野の位置
が定められるものである。

なお第４５ｉｆｆには第２図のｙ方向について限界領域
を表わす信号を示していないが、この限界領域も第４図
に示すものと同様にしで設定される。

上記の限界領域ＢＡは必ずしも表示装置に表示すること
を要しないが、これを電子ビューファインダ１４等の表
示装置に表示するためには、限界領域設定回路１８の出
力信号をキャラクタ・ジェネレータ１２あるいは直接電
子ビューファインダ１４に供給して表示すればよい。

演算回路１９において、追尾ゲート回路４によるゲート
位置、すなわち追尾視野が限界領域ＢＡ内に存在するか
どうかを判定するには、第４図の信号（ｅ）の時間軸上
の位置、又は信号（ｄ）と信号（ｅ）との時間的関係を
調べることにより行われる。すなわち、前者は、被追尾
被写体、換言すれば前記のゲート位置を示す信号が第４
図で右から左へ移動するとして（Ｔ２−Ｔｔ　）＜７４
、又は左から右へ移動するとして（Ｔ４−７３）＜ＴＫ
　（ここにＴＫは設計土足められる正の定数）の関係が
みたされるかどうかを演算回路１９で演算ｔ６３．より
□ゎゎ６．ヶお−ヮお、追尾　　　　　　　　Ｉ視野の
限界領域ＢＡ内の位置は、 （Ｔ２−Ｔｔ　）／　（Ｔ４−Ｔｚ） を演算することによって知ることができる。また後者で
は、信号（ｄ）と信号（ｅ）との論理和が、低レベルな
らば限界領域ＢＡ内、高レベルならば限界領域ＢＡ外と
判定される。

追尾視野が限界領域ＢＡ外にあるか、又は限界領域ＢＡ
の中央部から領域外へ向って移動し、境界線に対し一定
範囲（例えば前記のＴＫ）内に近づいていることが判定
されると、演算回路１９は移動検出回路５及びゲート移
動回路６に対し例えば前記のリセット信号を送り、これ
に伴って例えば前述のリセット動作が行われる。

なお、この明細書において、被写体が５ｐｙ−ｙｐ婿！
≠限界領域外へ出るとは、被写体が相対的に完全に限界
領域外へ出る場合、又は被写体が撮影画面中央部から境
界線付近へ相対的に移動して前記の（Ｔ２−Ｔｔ　）＜
ＴＫもしくは（Ｔ４−”ｒ３　）＜ＴＫの関係をみたす
ようになる場合をいう。

（この発明の実施例における被写体移動検出手段）（第
１図、第５図〜第８図） 次に、被追尾被写体の移動を検出し、これに追尾して第
１図の追尾ゲート回路４によるゲート位置、すなわち追
尾視野を移動させるための移動検出回路５の具体例につ
いて第５図〜第８図を参照して説明する。下記の具体例
は、被追尾被写体の特徴を色信号情報として抽出する例
であるが、被写体の特徴抽出は、このほか輝度信号、さ
らに被写体の形状、温度又は被写体中の特徴あるコント
ラスト等の情報を利用して行うこともできる。

下記の被写体移動検出及び自動追尾手段を要約すれば、
被写体の特徴を表わすなんらかのパラメータ、例えば被
写体及び背景の色を、前記の追尾手段により設定された
追尾視野に関して抽出し、この抽出された特徴を記憶さ
せ、この記憶された特徴と新たに抽出された被写体の特
徴とに基づいて被写体の移動の有無、及び被写体が移動
した場合にその移動方向又は移動位置を検出して、前記
の追尾視野を被写体の移動に追尾して移動させ、また追
尾視野の移動に伴って測距視野をこれと同じ位置関係で
移動させるものである。

追尾視野は、原則として２次元の拡がりをもつものであ
るが、説明を簡単にするために、ここでは第５図（Ａ）
に示すように追尾視野が水平方向に延びる１次元の拡が
りをもつものであるとする。また追尾視野は、Ａ、Ｂ、
Ｃの３部分（以下各部分を画素という）に分れていると
する。なお２次元の追尾視野を構成するには、例えば同
図の画素Ｂ又はＡ、Ｂ及びＣを中心にしてその上下に垂
直方向に延びる画素を設ければよい。

上記の各画素から時系列信号として得られる色差信号（
Ｒ−Ｙ）及び（Ｂ−Ｙ）に、第６図に示すように、それ
ぞれ、積分回路５０ａ、５０ｂ、サンプルホールド（Ｓ
／Ｈ）回路５１ａ、５１ｂ及びＡ／Ｄ変換回路５２ａ、
５２ｂによって積分、サンプルホールド及びＡ／Ｄ変換
の各処理を行って、それぞれメモリ５３ａ、５３ｂに記
憶させる。この記憶された値を、各画素Ａ、Ｂ及びＣに
ついて（Ｒ−Ｙ）及び（Ｂ　−Ｙ）直交座標上にプロッ
トすると、例えば第７図に示すように表示される０図で
ＡＯＩＢＧ及びＣｏの各点は、それぞれ、第５図（Ａ）
のＡ、Ｂ及びＣの各画素から抽出された信号を表わして
いる。ここで、画素Ｂからは被写体である人物の例えば
服装のみを表わす信号が、画素Ａ及びＣからは、それぞ
れ被写体の服装と背景とを表わす信号が加算された信号
が抽出されるとする。さらに、同図で被写体の左側と右
側とで背景の色が異っているものとする。したがって、
点Ａ、とＣｏとは、色差信号座標上の位置が異っている
。

次に、第５図（Ａ）に示す被写体が、同図（Ｂ）に示す
ように画面内で右方向へ移動すると、画素Ａ及びＣ内に
占める被写体と背景の割合が変化する結果、画素Ａ及び
Ｃから得られる信号は、第７図Ａ１及びＣ１に示すよう
にそれぞれ変化する。一方、画素Ｂは第５図（Ｂ）に示
すように被写体内にとどまっているので、その服装がほ
ぼ単色であるとすれば、画素Ｂから得られる信号し はほとんど変化しない、したがって、ここでは、簡単の
ためにＢ１＝Ｂ、とする、この場合、第〆図に示すよう
に、点ｃ１は点Ｂｏ（＝Ｂｔ）に近づき、点Ａ１は点Ｂ
ｏ（＝Ｂｔ）から遠ざかるので、線分ＢＩＣ１は線分Ｂ
ＱＣ，より小さくなり、線分ＡＩＢ、は線分ＡｏＢ、よ
り大きくなる。逆に、線分ＢＩＣ１が線分ＢｏＣ，より
大きくなり、線分ＡＩＢ、が線分ＡＯＢＯより小さくな
る場合は、被写体が第５図（Ｂ）で左方向へ移動してい
ることになる。なお被写体の左右両側で背景の色が同じ
であるとすれば、被写体が画面内で第５図ＣＢ）の右方
向へ移動するとき上記の点Ａ１は線分ＡｏＢ、の延長線
上に位置を占め、点Ｃ１は線分ＢＯＣ，上に位置を占め
ることになる。この発明は、上記どちらの場合にも適用
することができる。

前述の現象を利用して被追尾被写体の移動を検出するに
は、例えば前記の線分ＡＢ及びＢＣの長さの変化を検出
すればよい、そのためには、移動検出回路５内の色検出
回路で前記の画素Ａ、Ｂ。

Ｃに関して被写体の色を検出してこれを移動検出回路５
内のメモリに、例えば手動による機械的入力手段を介し
て記憶させ（被写体の特徴の登録）、次の時点で新たに
抽出された被写体の色を表わす信号とメモリに記憶され
ている信号とを比較して被写体の移動の有無、及び被写
体が移動した場合の例えば移動方向を検出する。上記の
処理は、テレビジョン信号の１フイールドの期間である
ｌ／６０秒の間に又はその数フィールド分の期間の間に
その平均値に従って行われる。以下両者を一括してｌフ
ィールドの期間に処理されるとして説明する。

第８図は上記の処理を実行するための具体的な回路の一
例を示し、この回路は、また第１図の移動検出回路５の
詳細を示すものである。第１図の追尾ゲート回路４を通
った画素Ａ及びＢそれぞれの（Ｒ−Ｙ）信号及び（Ｂ−
Ｙ）信号から距離演算回路６０ａにより第７図の（Ｒ−
Ｙ）及び（Ｂ−Ｙ）座標上の線分ＡＯＢＧの長さＤＡＯ
，ＢＯが求められ、メモリ６１ａに記憶される０次のフ
ィールドの信号から、同様にしてＤＡＩ−８１又はＤＡ
ｌ、ＢＯが求められる。ここで、簡単のために８１＝Ｂ
、である場合を考えると、ＤＡｌ、Ｂ１　＝ＤＡ１．Ｂ
Ｏ であり、割算器６２ａで ＤＡｌ、Ｂｌ／ＤＡＯ，ＢＯ が算出される。この値が、しきい値設定器６３ａが設定
する第１のしきい値と比較回路６４ａで比較され、しき
い値を超える変化があると移動判定回路６５に“１″を
出力する。同様にして、距離演算回路６０ｂから比較回
路６４ｂまでの回路によって Ｄｃｌ・Ｂｌ／ＤＣＯ−ＢＯ が算出され、これにしきい値設定器６３ｂが設定する第
２のしきい値を超える変化があると比較回路６４ｂから
移動判定回路６５に“ｌ”を出力する。具体的な数値例
について説明すると、第７図に示す数例では、第１及び
第２のしきい値をともに２として、 ＤＡｌ、Ｂ１／ＤＡＯ・ＢＯ＝２・２゜Ｄｅｌ・Ｂｌ／
ＤＣＯ，ＢＯ＝０・３６であるので、比較回路６４ａの
みが“ｌ”を出力する。この場合は、移動判定回路６５
がゲート設定タイミングを所定時間（例えばＮＴＳＣ方
式の場合ｌ水平走査周期の１７１２５程度）だけ遅らせ
る信号を発生する。逆に比較回路６４ｂのみが“１”を
出力する場合は、移動判定回路６５がゲート設定タイミ
ングを上記の所定時間だけ早める信号を発生する。後者
は、被写体が第５図で左方向へ移動した場合である。

したがって、比較回路６４ａ又は６４ｂの出力“ｌ”に
応じて移動判定−回路６５がゲート設定タイミングを、
例えば上記の所定時間だけ変化させる信号を発生し、こ
の信号に応じてゲート移動回路６及びゲートパルス発生
回路１１がゲート回路４及び７を制御することにより、
追−尾視野及び測距視野を被写体が移動する方向へ移動
させ、かつその位置で焦点検出を行うことができる。

前述にように、各画素の色差信号座標上の位置の間の距
離の変化、すなわち線分ＡＢ及びＢＣ等　　　　　　　
　１の長さの変化を検出する代わりに、これらの位置が
原点Ｏを挟む角度の変化を検出して被写体の移動を検出
することができる０例えば各画素が原点０を挟む角の比 θＡ１．Ｂ１／θＡＯ，ＢＯ 及び　　　θＣ１・Ｂ１／θｃｏ、ｎ。

を算出し、そのどちらが設定したしきい値を超えるかに
よって被写体の移動方向を判定するようにしてもよい。

また前述の色差信号（Ｒ−Ｙ）及び（Ｂ−Ｙ）信号をそ
れぞれ輝度信号Ｙで割って正規化した（Ｒ−Ｙ／Ｙ）　
　及び　（Ｂ−Ｙ／Ｙ）信号による２次元座標を用い、
同座標上で各画素を表わす点の間の距離の変化又は角度
の変化を演算するようにすれば、照明光の輝度が時間的
に変動する場合に、被写体が移動しないにかかわらず各
画素を表わす座標上の点が原点Ｏに近づき（暗くなった
場合）、あるいは原点から遠ざかる（明るくなった場合
）現象を防止し、安定な追尾動作を行うことができる。

さらに第８図において、しきい値設定器６３ａ、６３ｂ
が設定するしきい値を超える変化があったときだけ移動
判定回路６５に“１″を出力するようにしたのは、ノ＼
ンチングやオーバーシュートを生ずることがない安定な
追尾動作を行うようにするためである。

（この発明の実施例における自動焦点検出手段）（第１
図、第９図） 第１図の自動焦点検出装置８は公知の手段を利用するこ
とができるものであるが、その−例として輝度信号中の
高周波成分によって焦点検出を行う方式について説明す
る。第９図において、７０は帯域フィルタ、７１はレベ
ル検出回路、７２は合焦方向検出回路であり、第１図の
測距ゲート回路７の出力輝度信号からその輪郭成分、す
なわち高域成分を帯域フィルタ７０で取り出し、この高
域成分のレベルをレベル検出回路７１で検出し、この検
出レベルが最大になるように合焦方向検出ンズ駆動装置
１７へ出力される。

この発明を実施するに当たり、焦点検出のための手段は
、上記のもののほか適宜公知の手段、例えば赤外線ＴＴ
Ｌ焦点検出手段等を利用することができる。

（この発明の実施例における焦点検出マーク設定手段）
（第１図、第１０図） この発明の実施例において、焦点検出対象被写体を指示
する焦点検出マーク（第１１図のＦＭ）は、例えばキャ
ラクタ・ジェネレータ１２によって設定される。キャラ
クタ・ジェネレータ１２には、同期信号発生回路ｌＯよ
り水平同期信号ｆＨ及び垂直同期信号ｆｖが供給され、
またゲート移動回路６より追尾視野位置、すなわち被写
体の位置を示す信号が供給される。なお同期信号に代え
て、クロックパルス発生回路が発生するクロックパルス
を分周した前記の分周信号（この分周信号によって同期
信号発生回路ｌＯが制御される）を直接キャラクタ争ジ
ェネレータ１２に供給してもよい、キャラクタ・ジェネ
レータ１２は、これらの信号を受けて第１θ図に示す態
様により焦点検出マーク信号を発生する。すなわち、第
１θ図（ａ）は第１図の信号処理回路３で発生される映
像信号、同図（ｂ）はエンコーダ１５でこの映像信号と
同期信号とが合成された出力ビデオ信号（ＮＴＳＣ信号
）、同図（Ｃ）はゲート移動回路６の出力に基づいて発
生される焦点検出マーク位置選択信号、同図（ｄ）はこ
の焦点検出マーク位置選択信号を受けてキャラクタ・ジ
ェネレータ１２で発生されるエリア信号、同図（ｅ）は
このエリア信号と出力ビデオ信号とが加算回路１３で加
算された合成ビデオ信号をそれぞれ示すものであり、こ
の合成ビデオ信号が電子ビューファインダー４に転送さ
れ、そのパルス部分によりファインダ面上で焦点検出マ
ークの輪郭を示す輝線が表示される なお焦点検出マークＦＭをファインダ面上に表示するに
は、第５図の画素Ａ、Ｂ、Ｃ，とくにその中央部分の画
素Ｂを表示するようにしてもよい、また電子ビューファ
インダー４には、必要に応じ、前記の限界領域ＢＡを表
示してもよい、そζ して焦点検出マークＦＭや限界領域ＢＡをファインダ面
に表示するには、前述の白抜き（輝線）表示の代わりに
、輪郭−分の輝度をとくに下げた黒抜き表示、あるいは
これらの領域全体にわたり他の部分と輝度又は色調を変
化させた表示にすることもできる。

（この発明の実施例における限界領域の機能）（第１図
、第１１図、第１２図） 第１１図は、この発明の実施例における限界領域ＢＡの
機能、とくに被追尾被写体Ｏ１が先に定義した意味にお
いて、撮影画面外又は限界領域ＢＡ外へ出たとき、追尾
視野を初期位置、例えば限界領域ＢＡの中央部相当位置
へ戻す機能を説明するためのものである。カメラと被写
体との相対的な移動が、例えばカメラのパンニングによ
ってなされるとして、同図（Ａ）は初期状態を、同図（
Ｂ）はある程度時間が経過し、カメラを画面で右方へ向
って移動させたことにより、被写体０１が相対的に画面
で左方へ移動し、限界領域ＢＡの境界線に達している状
態を示している。この例では、同図、（Ｂ）の状態にな
ると、前述のように例えばリセット信号を第１図の演算
回路１９から移動検出回路５及びゲート移動回路６へ送
り、追尾ゲート回路４のゲートタイミング、すなわちゲ
ート位置を初期位置相当の位置へ戻すようにし、これに
より追尾視野は初期位置へ戻される。そして追尾視野が
初期位置へ戻ったとき、同位置又はその付近に次の被写
体０２があれば、この被写体０２の特徴を改めて登録し
、同被写体に対して追尾作用が行われる。

第１１図（Ｃ）は、この状態を示すものであって、この
状態で先の被写体０１は限界領域ＢＡ外へ去っており、
焦点検出マークＦＭは次の被写体０２を指示している。

なお前記の過程において被写体０１又は（及び）０２が
移動してもよい０次に、被追尾被写体０１が画面で左方
へ移動した場合も、基本的に上記と同じであってこの際
カメラを画面で右方へ移動させ、次の被写体０２を捕え
るようにしてもよい。

上記の追尾視野復帰動作おいて、被写体の動きが激しい
等の場合には、先に第１図の時間設定回路２１、タイマ
２２及び制御信号ａ−ｄ等を参照して説明したように、
被写体０１が限界領域ＢＡ外へ出たときに演算回路１９
からの制御信号ａによっていったん移動検出回路５及び
ゲート移動回路６の動作を停止し、移動検出回路５内（
例えば第８図のメモリ６１ａ、６１ｂ）に記憶されてい
る被写体の特徴を登録したデータをクリアし、所定時間
経過後に追尾視野を初期位置へ戻し、この位置に次の被
写体０２等撮影を意図する被写体が存在すれば、改めて
その被写体の特徴を登録し。

これに基づいて追尾動作を行うようにすれば安定な追尾
を行うことができる。あるいは、追尾視野が初期位置に
戻っても、直ちに被写体の特徴の登録をせずに、電子ビ
ューファインダ１４等によって、次の被写体０２が初期
位置に入って来たことを確認してから撮影者の操作（例
えばボタン操作）によって被写体の特徴の登録をして追
尾動作を行うことも可能である。さらに追尾視野が存在
する位置で背景の特徴、又は目標被写体が存在すればそ
の特徴の登録をし、ｌフィールド又は数フィールドの周
期で順次この登録値を更新する構成にすれば、追尾視野
が初期位置に戻った時点でその位置に目標被写体が存在
しなくても、目標被写体がその位置又はその付近に入っ
たときに自動的に円滑に追尾動作を行うことができる。

なお先の被写体０１が、追尾視野が戻った初期位置に被
写体０２よりも前に再度入って来ることもあるが、この
場合は被写体の特徴の登録データの更新の問題は生じな
い。

前述のように、移動検出回路５及びゲート移動回路６の
動作が停止させられたときには、キャラクタ拳ジェネレ
ータ１２による焦点検出マークの表示動作が中止され、
またレンズ駆動装置１７の動作も停止し、その時点にお
けるレンズ群１の位置によって定まる焦点検出状態を保
持する。そして移動検出回路５及びゲート移動回路６が
改めて追尾動作を開始すると、焦点検出マーク表示動作
及び焦点検出動作も再開する。なお追尾ゲート回路４の
ゲート位置の移動に伴って測距ゲート回路７のゲート位
置も同じ関係位置に移動するので、当然追尾視野が移動
した位置の被写体に対して焦点検出が行われる。また限
界領域ＢＡと被追尾被写体０１との相対位置がどのよう
な関係にある場合に前記のリセット信号を発信するよう
にするかは、各種の条件を考慮して定められるべきであ
って第１１図（Ｂ）に示す相対位置の場合に限られるも
のではない。

これに対し、第１２図に示す比較例では、限界領域が設
定されていないために、同図（Ａ）の初期状態から例え
ばカメラを画面で右方ヘパンニングし、ある程度時間が
経過した同図（Ｂ）の状態を経てさらに時間が経過した
同図（Ｃ）の状態において、被写体０１が画面の左端近
くに達しており、撮影者が当然ピントを合わせることを
意図していると考えられる次の被写体０２が画面中央に
入っていても被写体０２に対して完全な焦点検出を行う
ことができない、すなわち合焦状態を得ることができな
いという欠点を生ずる。

さらに限界領域を設定することにより、被追尾被写体が
この領域外へ出たとき警告を発し、あるいは、限界領域
の内部にあった被写体が境界線に近づいたとき撮影光学
系の焦点距離をより短焦点距離へ変化させ、境界線付近
において実効的に追尾動作範囲を広くし、焦点検出ない
し焦点調節をより正確に行うことができる。

（効　果） 前述のように、この発明によれば、撮影画面の全部又は
一部の領域内に前記領域よりも狭い範囲の限界領域を設
定する手段と、前記限界領域内で被追尾被写体の追尾を
行う手段とを具えているので、被追尾被写体が撮影画面
の中央部相当位置からある程度遠ざかったときには、容
易に焦点検出対象被写体を他の物体に切り換えることが
でき、撮影者の作画意図により近づけた自動追尾装置を
得ることができる。さらに被追尾被写体がこの限界領域
外に出たとき警告を発し、あるいは限界領域の内部にあ
った被追尾被写体がその境界線に近づいたとき撮影光学
系の焦点距離をより短焦点距離へ切り換えることにより
境界線付近において実効的に追尾動作範囲を広くし、焦
点検出ないし焦点調節をより正確に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の自動追尾装置の一実施例のブロック
図、第２図ないし第４図は、第１図の実施例における限
界領域設定手段を説明するものであって第２図は限界領
域の説明図、第３図（Ａ）及び（Ｂ）はそれぞれ第２図
のＸ方向及びｙ方向の限界領域の境界線を設定するため
のつまみ及びロックボタンの説明図、第４図（ａ）ない
しくｆ）は限界領域を設定する信号のタイミングを説明
する説明図、第５図ないし第８図は、第１図の実施例に
おける被写体移動検出手段を説明するものであって第５
図（Ａ）及び（Ｂ）は分割された追尾視野と被写体像と
の関係を示す説明図、第テ ロ図は第〆図の分割された追尾視野から得られる信号を
処理する装置のブロック図、第７図は第６図の装置から
得られる信号を２次元平面上にプロットした状況を示す
説明図、第８図は第１図中移動検出回路５の詳細を示す
ブロック図、第９図は第１図中自動焦点検出装置８の詳
細を示すブロック図、第１０図（ａ）ないしくｅ）は第
１図の実施例において焦点検出マークを設定する作用を
説明するための波形図、第１１図（Ａ）ないしくＣ）は
この発明の実施例における限界領域の機能を説明するた
めの被追尾被写体とこれに対する焦点検出マークとの関
係を示す説明図、第１２図（Ａ）ないしくＣ）は限界領
域を設けない比較例における被追尾被写体と焦点検出マ
ークとの関係を示す説明図、第１３図（Ａ）及び（Ｂ）
は従来のカメラにおける測距視野と被写体像との関係を
示す説明図である。 符号の説明 １：焦点調節のためのレンズ群、２：撮像手段の一例で
ある固体撮像素子、３：信号処理回路、４：追尾ゲート
回路、５：移動検出回路、６：ゲート移動回路、７：測
距ゲート回路、８：自動焦点検出装置、１０：同期信号
発生回路、１１：ゲートパルス発生回路、１２：キャラ
クタ・ジェネレータ、１３：加算回路、１４：電子ビュ
ーファインダ、１５：エンコーダ、１７：レンズ駆動装
置、１８：限界領域設定回路、１９：演算回路、ＢＡ：
限界領域、ＦＭ：焦点検出マーク。 第３図　　　　。。、 （Ａ）　　　　　　　　（Ｂ） （ｆ） 第４図 第１０図 （ｃ）几ゴし几」し几−一一一一一 （、ｆ）−駄一エーーー、よ一−−−−−（ｅ）バーπ
Ｔ−−ｎ 第１１図　　　　　箆１２図 （Ａ）（Ａ’） 范１３図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）撮影画面の全部又は一部の領域内に前記領域より
   も狭い範囲の限界領域を設定する手段と、 前記限界領域内において被追尾被写体の追尾を行う手段
   と、 を具えるカメラにおける自動追尾装置。
2. （２）前記限界領域を可変に設定する手段を具える特許
   請求の範囲（１）記載のカメラにおける自動追尾装置。