JPS6146921A - 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、自動追尾焦点検出装置を具えるカメラに関
し、とくに撮影画面内又はそのうちの特定領域内におい
て、被写体の追尾範囲を可及的に広くし、かつ撮影を適
切な焦点距離で行うことを可使にする手段に関する。

（背景技術） 従来の無視茂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１４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１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１ＪｔＩｉについて
提案したが（特願昭５９−１０５８９７号）、この提案
を実施するに当たっては、有限である撮影画面又は撮影
画面内で追尾動作を行う［１７０として設定された特定
領域について、可能な限り、追尾動作を行う範囲を実効
的に広くすることが望ましく、かつ撮影画面内又は前記
特定領域内では撮影を適切な焦点距離で行うことができ
るようにすることが望ましい。

（目　的） したがって、この発明は、従来の自動焦点検出装置を具
えるカメラ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、有限である撮影画面内又はそのうちの特
定領域内において、回部な限り、追尾動作を行う範囲を
実効的に広くし、かつ撮影を適切な点点距離で行うこと
が可使であるカメラ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１３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、この発明のカメラの実
施例の全体説明、並びに同実施例における限界領域設定
手段、被写体移動検出手段、自動焦点検出手段及び焦点
距ｇｌ調整手段、並びに同実施例の作用及び操作方法の
順！ 序で行う。

（この発明に係るカメラの実施例の全体説明）（第１図
） 第１図は、この発明に係るカメラの一実施例の要部を示
すものであり、図中１は撮影レンズ中の焦点調節のため
のレンズ群であって、通常不図示　゛の鏡筒にヘリコイ
ド嵌合し、鏡筒の回転動作によって前後にその位置を変
えるものである。２は焦点距離を変化させるためのレン
ズ群（例えばズームレンズ）であって、変倍系レンズと
補正系レンズとよりなり、多くの場合不図示のカムに従
ってその位置が変えられて焦点距離を変化させる。さら
に３は結像系レンズ群であって、焦点調−節のためのレ
ンズ群ｌの位置によって定まる撮影距゛離にある物体の
像を所定の位置に正しく結像させるためのものである。

４は撮像手段の一例であるＣ、Ｃ，Ｄ、等の固体撮像素
子であってレンズ群３の結像面に設けられ、撮像素子ｗ
ＩＡ！！１回路５により駆動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。撮像素子駆動回路５
は、クロック発生回路６が発生するクロックパルス又は
これを分周した信号により制御される。Ｍｌは焦点［１
１（ＡＦ）モータでレンズ群１を抱く前記の鏡筒に連動
し、Ｍ２はズームモータでレンズ群２を移動させるため
の不図示のカムに！ｅしている。上記の各部分の構成及
び機能は周知であるのでそれらの詳細な説明を省略する
。

７は信号処理回路であり、撮像素子４で光電変換された
時系列信号は、同回路７でブランキング補正、ガンマ補
正等の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）及び（Ｂ−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不図示
のエンコーダにおいて同期信号発生回路ｌＯが発生する
同期信号と合成され、出力ビデオ信号である例えばＮＴ
ＳＣ信号が形成され、このＮＴＳＣ信号は利用装置１例
えばビデオデツキへ供給される。なお下記の説明では、
出力ビデオ信号がＮＴＳＣ信号であるとする。

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８を介して被写
体移動検出回路９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。ｌＯは同期信号発生回路で
あってクロック発生回路６が発生するクロックパルス又
はこれを分周した信号により制御される。１１はゲート
パルス発生回路であって同期信号発生回路ｌＯが発生す
る水平同期信号及び垂直同期信号に同期制御され、また
後述のマイクロプロセッサ１６に制御されて追尾ゲート
回路８及び後述の測距ゲート回路１２に対するゲートパ
ルスを発生する。

追尾ゲート回路８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９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９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マイクロプロセ
ッサ１６に入力され、追尾ゲート回路８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（例えば移動方向を指示する信号）
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ートパルスが形成される。

一方、輝度信号Ｙは測距ゲート回路１２を介して自動焦
点検出回路１３に入力され、同回路で焦点検出又は焦点
ｗ４ｆＩＹ信号が発生される。測距ゲート回路１２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、追尾動作中は
、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
点検出回路１３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８と測距ゲート回路１２とを
別個に設けているが１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で設定さ
れる追尾視野内のさらに小範囲の部分を焦点検出のため
の測距視野としてもよい、ただしいずれの場合も、前記
の追尾視野と測距視野とは移動する被写体に対して同じ
関係位置に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の大きさはそれぞれ任
意に設定することができる。

さらに焦点調部のためのレンズ群ｌの絶対位置を検出す
るポジションセンサＰ１及び焦点距離を変化させるため
のレンズ群２の絶対位置を検出するポジションセンサＰ
２の出力に応じて追尾視野大きさ決定回路１４により両
視野の一方又は両方の大きさを被写体の撮影距離及びレ
ンズの焦点距離の変化にかかわらず被写体に最適の太き
さに調整することができる。

測距ゲート回路１２の後段には、自動焦点検出回路１３
が接続され、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ＡＦモータＷＩＡ勤装ｆｉ１５を制御
し、ＡＦモータＭ１によってレンズ群１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ｌもその位置で停止する。なお自動焦
点検出手段の具体例については、第１Ｏ図を参照して後
述する。

マイクロプロセッサ１６は、クロック発生回路６からの
クロックパルス、被写体移動検出回路９からの被写体移
動検出信号及び追尾視野大きさ決定回路１４からの追尾
視野、あるいはざらに測距視野の大きさを決定する信号
のほか、後述の限界領域設定回路１７からの限界領域設
定信号及び時間設定回路１８からの時間設定信号並びに
入力端子１１からの撮影距離に応じて撮影者が設定する
焦点距離情報、入力端子Ｉ２からの追尾視野位置設定情
報等が入力され、またその出力により追尾ゲート回路８
、被写体移動検出回路９．ゲートパルス発生回路１１．
測距ゲート回路１２及びＡＦモータ駆ＴりＪ装置１５並
びに後述のズ、−ムモータ駆動装置１９及びキャラクタ
・ジェネレータ２０等を制御する。

次に、第１図の実施例における追尾視野復帰手段につい
て説明する。限界領域設定回路１７は。

マイクロプロセッサ１６と協動して、被写体が撮影画面
外又はそのうちの特定領域外へ出た場合に追尾視野を画
面内の位置へ復帰させるための主要構成部分の一例をな
すものであって、同期信号発生回路１０が発生する水平
同期信号及び垂直同期信号に制御されて撮影者の設定に
より入方端子工３から入力される信号に従って特定領域
である例えば第１３ｖ！Ｊ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、マイクロ
プロセッサ１６において限界領域設定回路１７及び移動
検出回路９の出力信号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。ここで追尾視野の位置、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待機位置へ戻すための
手段について説明すると、そのひとつはマイクロプロセ
ッサ−６が被写体移動検出回路９に制御信号ａを転送し
て同回路をリセットし、かつゲートパルス発生回路ｉｔ
に制御＠号Ｃを、追尾ゲート回路８に制御信号ｄを転送
して追尾ゲート回路８のゲート位置を撮影画面内の設定
可能な位置。

例えば第１３図（ｈ）のＴＦｈで示す待機位置相、当の
位置へ移動させることである。これにより追尾視野が１
例えば上記の待機位置へ移動し１次に撮影画面内に入っ
て来ることが予想される被写体に対する追尾モードへ移
行する。

上記の追尾視野復帰手段は、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を出たら直ちに待機位置へ
の復帰を行うのではなく、調整可能な所定時間を経た後
に行うようにすることを可とする０時間設定回路１８は
そのために設けられるものであり、撮影者の設定により
入力されるタイマ時間情報により、同回路が上記の所定
時間を設定する。被追尾被写体が限界領域ＢＡを出たと
の判定がされると、マイクロプロセッサ１６は移動検出
回路９に制御信号ａ′を転送してその動作を停止し、ま
た制御信号すを後述のキャラクタ・ジェネレータ２０及
びＡＦモータ駆動装置１５に転送して前者では焦点検出
マークの表示動作を中止させ、後者ではＷＩＡｅ装ｆｉ
１５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。さら
に、不図示の讐告回路に制御信号すを転送して撮影者に
対し、被追尾被写体が限界領域ＢＡ外へ出たこと。

あるいは現在追尾動作が停止中であることを警告するよ
うにしてもよい、そのための手段としては、後述の限界
領域の境界線（枠）のフラッシング、あるいは可聴音信
号の発生等の手段が考えられる。

上記において、キャラクタ・ジェネレータ２０は、マイ
クロプロセッサ１６から被追尾被写体の位置情報を受け
て焦点検出マーク信号を形成し、この信号と出力ビデオ
信号とを加算回路２１で加算して電子ビューファインダ
（ＥＶＦ）２２等の表示装置に転送し、映像信号に加え
て焦点検出対象被写体を指示するマークを表示するため
のものである。なお焦点検出マーク信号の形成手段につ
いては、例えば本出願人の出願に係る特願昭５９−８２
７０９号、発明の名称「測距視野選択装置」に開示され
た手段を利用することができる。

時間設定回路１８で設定した所定時間が経過すると、マ
イクロプロセッサ１６からの制御信号Ｃ及びｄによりそ
れぞれゲートパルス発生回路１１及び追尾ゲート回路、
８を制御して追尾ゲート回路８のゲート位置を上記の待
機位置相当の位置へ戻し、これにより追尾視野は待機位
置へ移動し、移動検出回路９は改めて被写体移動検出動
作を開始し、また制御信号すの終了によってキャラクタ
・ジェネレータ２０、ＡＦモータ駆動装ｆｆ１１５はそ
の動作を再開し、前記の警告回路はその動作を停止し、
自動追尾モードが再開される。

上記の実施例において、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、通常は、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される。ただし撮影者
の操作により限界領域設定回路１７が撮影画面全体を限
界領域として設定する場合、あるいは撮影画面全体が固
定的に限界領域として設定されている場合には、被追尾
被写体が撮影画面外へ出たことを判定して上記の追尾視
野の復帰及びこれに関連する動作が行われる。

第１図の実施例における測距視野復帰手段については、
追尾動作中は、前述のように測距ゲート回路１２のゲー
ト位置は被写体の移動に追尾して追尾ゲート回路８のゲ
ート位置と同じ関係位置に移動し、したがって測距視野
は追尾視野と同じ関係位置に移動するが、被写体が撮影
画面外又はそのうちの限界領域外へ出た場合には、追尾
視野を待機位置に復帰させるのに対応して、測距視野を
例えば撮影画面内の中央部又はその付近に復帰させる。

そのためには、マイクロプロセッサ１６がゲートパルス
発生回路１１に制御＠号Ｃ′を、測距ゲート回路１２に
制御信号ｅを転送して測距ゲート回路１２のゲート位置
を撮影画面の中央部又はその付近相当の位置へ移動させ
ればよい。

（この発明の実施例における限界領域設定手段）（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のついて説明する。第２図におい
て３０．３１は限界領域ＢＡのＸ方向の境界線を、３２
．３３は同じくｙ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ＣＢ）のつまみ４２の操作によりｙ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ｙ方向ともに
つまみをさらに１個設け、境界線３０と３１、同じ＜３
２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ｌフィールド
中の水平走査周期をカウントし、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等により設定される境界
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
５９−４３８４号公報１発明の名称「ビデオカメラ」参
照）。

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ｍ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４図にはｍ２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て設定される。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２２等の表示装置に表示す
るためには、限界領域設定回路１７の出力信号をキャラ
クタ・ジェネレータ２０あるいは直接電子ビューファイ
ンダ２２に供給して表示すればよい。

マイクロプロセッサ１６において、追尾ゲート回路８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−Ｔｌ
　）＜ＴＫ、又は左から右へ移動するとして（Ｔ４−７
３　）　＜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マイクロプロセッ
サ１６で演算することによって行われる。なお一般的に
追尾視野の限界領域ＢＡ内の位置は。

（Ｔ２−Ｔｌ）／　（Ｔ４−Ｔｔ） 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、＠号（ｄ）と信号（ｅ）との論理和が、低レベルな
らば限界領域ＢＡ内内高高レベルらば限界領域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Ｔに）内に近づいていることが判定
されると、マイクロプロ　　　　！セッサ１６は移動検
出回路９に例えば前記の制御信号ａを送り、これにより
前記の追尾視野復帰動作が行われる。

なお、この明＃Ｉ書において、被写体が撮影画面又は限
界領域（特定領域）の境界にほぼ一致する位置に達する
とは、被写体が完全にこれらの境界に一致する位置にあ
る場合、又は被写体が相対的に移動して前記の（Ｔ２−
Ｔｔ　）＜ＴＫもしくは（Ｔ４−Ｔ３　）＜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９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８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９の具体例につ
いて第５図〜第９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、この例で
は被写体及び背景の色を、前記の追尾半没により設定さ
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変挽変格回路５２
ａ２ｂ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６図で
ＡＱ　、ＢＱ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１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１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１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１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１画素Ｂから得られる信号はほと
んど変化しない、したがって、ここでは、簡単のために
Ｂｌ＝Ｂｏとする。この場合、第７図に示すように１点
ｃｌは点Ｂｏ（＝Ｂｔ）に近づき１点Ａ１は点Ｂｏ　（
＝Ｂｔ）から遠ざかるので、線分ＢＩＣ１は線分ｎｏｃ
ｏより小さくなり、線分ＡｌＢ１は線分ＡＯＢＯより大
きくなる。逆に、線分ＢＩＣ，が線分ｎｏｃｏより大き
くなり、線分ＡｌＢ１が線分ＡｏＢ、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ＡＯＢＯの延長線上に
位置を占め、点Ｃ１は線分ＢＱＣＱ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１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９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９
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）１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
１／６０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１フ
イ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９の
詳細を示すものである。同図において、６０は被写体が
画面内で移動した場合の画素Ａ及びＢから得られる信号
Ａｎ及びＢｎ（ｆｆ１７図はｎ＝１の場合を示す）の間
の距離、すなわち線分ＡｎＢｎの長さＤＡｎ、Ｂｎの変
化、具体的には前記の線分Ａ□ＢＯの長さＤＡｏ、８０
との比 ＤＡｎ−ａｎ／ＤＡｏ、ｎ。

としきい値に＾とを比較する装置を示し、６１は同様に
線分ＣｎＢｎの長さＤＣｎ、Ｂｎと線分Ｃ０ＢＯの長さ
Ｄｃｏ、ｎｏとの比 Ｄｃｎ、ａｎ／Ｄｃｏ、ａ。

としきい値Ｋｃとを比較する装置を示している。

（Ｒ−Ｙ）、（Ｂ−Ｙ）直交座標上で画素Ａ及びＢの色
特徴をそれぞれ表わす点Ａ及びＢの座標上の値は、初期
設定によりスイッチ６２がオンになり、メモリ６３に記
憶される。すなわち、メモリ６３に記憶される値は画ｍ
ＡについてはＡ（１゜画素ＢについてはＢ、である、な
お上記の初期設定、すなわち追尾のための基準値の登録
は、被写体からの光を光電変換した映像信号による代わ
りに、ｔＪＳ９図を参照して後述するように特別に設け
た色指定回路によって行ってもよく、あるいは。

初期設定時に、撮像光学系の前方に被写体の色に相当す
る色の基準色彩板を配置し、その色をメモリ６３に記憶
させても、よい。

一方、このｎ＝０の場合の走査線走査後、はぼｎ　／　
６０秒ごとに得られるＡｎ及びＢｎの（Ｒ−Ｙ）、（Ｂ
−Ｙ）直交座標上の値が直接距離演算回路６４に転送さ
れる。したがって距離演算回路６４には、Ａ　Ｏ＊　Ｂ
　Ｏ及びＡｎ　、Ｂｎの各点の情報がとりこまれ。

ＤＡＯｏＢＯ及び　ＤＡｎ、Ｂｎ の値が、これら各点の（Ｒ−Ｙ）、（Ｂ−ｙ）座標それ
ぞれに関する位置の差から算出される。これらの値に基
づいて割算器６５で ＤＡｎ、ａｎ／ＤＡｏ、ａ。

が算出され、しきい値設定器６６で設定されるしきい値
ＫＡと比較回路６７で比較される。そしてしきい値Ｋ　
Ａを超える変化があると、移動判定回路６８に“ｌ”が
出力される。同様にして、比較装置６１で Ｄｃｎ、ｎｎ／Ｄｃｏ、ｎ。

が算出され、しきい値Ｋｃを超える変化があると移動判
定回路６８に“１′″が出力される。なお多くの場合、
比較装置６０と６１とでスイッチ６２をオンにするタイ
ミングは、実質的に同時刻であり、またＫＡ＝Ｋｃであ
る。

いま画素Ａ、Ｂ、Ｃの色特徴を表わす点の（Ｒ−Ｙ）、
（Ｂ−Ｙ）直交座標上における移動状況が第７図に示す
状況であるとして ＤＡｎ、ａｎ／ＤＡｏ、ａ。

及び　　Ｄ　Ｃｎ　、　Ｂｎ　／　Ｄ　ＣＯ−Ｂ　Ｏの
具体的な数値を求めると、この場合はｎ−１゜ＢＯ＝Ｂ
１であり、かつＫＡ＝Ｋｃ＝２としてＤＡＩ　、Ｂ１／
ＤＡＯ，ＢＯ＝２．２　。

ＤＣＩ　、Ｂ１／ＤＣＯ，ＢＧ＝０．３６となり、比較
装置６０内の比較回路６７のみが移動判定回路６８に“
１″を出力する。この場合移動判定回路６８が追尾ゲー
ト設定タイミングを所定時間（例えばＮＴＳＣ方式の場
合ｌ水平走査岡期の１７１２５程度）だけ遅らせる信号
をマイクロプロセッサ１６に出力し、これによりマイク
ロプロセッサ１６はゲートパルス発生回路１１及び追尾
ゲート回路８を制御し、追尾視野を被写体の移動方向、
すなわち第５図（Ｂ）の画面内で右方向へ移動させる。

これに対して比較装置６１内の対応する比較回路のみが
移動判定回路に“ｌ”を出力する場合は、移動判定回路
６８が追尾ゲート設定タイミングを上記の所定時間だけ
早める信号を出力し、追尾視野を第５図ＣＢ）の画面内
で左方向へ移動させる。

このようにして、 ＤＡｎ、ａｎ／ＤＡｏ、ａ。

がしきい値Ｋ　Ａを超えたか、又は Ｄｃｎ、Ｂｎ／Ｄｃｏ、ｎ。

がしきい値Ｋｃを超えたか応じて移動判定回路６８が追
尾ゲート設定タイミングを、例えば上記の所定時間だけ
遅らせ又は早める信号を出力し、この信号に応じてマイ
クロプロセッサ１６がゲートパルス発生回路１１及び追
尾ゲート回路８、さらに測距ゲート回路１２を制御する
ことにより、追尾視野及び測距視野を被写体の移動に追
尾して移動させ、その位置で焦点検出を行うことができ
る。

なお前述の被写体移動検出手段の変形として、画素Ｂに
ついてはその移動に基づく１刻の位置による情報Ｂｎの
代わりに被写体の特徴を初期設定（登録）する段階にお
ける情報であるＢ、を用い、ＤＡｎ、Ｂｎ及びＤｃｌ、
Ｂｎの代わりにそれぞれＤＡｎ、８０及びＤｃｎ、Ｂｏ
によって移動検出をするようにすれば、被写体が高速移
動する場合にも誤動作なく追尾を行うことができる。

上記の被写体移動検出における被写体の特徴（色）の初
期設定（登録）をする手段として、被写体の色をあらか
じめ検知できる場合又はこれを予想できる場合等には、
被写体の特徴の初期設定（登録）を色指定回路によって
行うことを可とする。第９図は、そのための構成の一例
を示し、前記のビデオ信号中の色差信号は、追尾ゲート
回路８を通って色検知回路９ａに入力され、検知された
色特徴が移動判定回路９ｂにおいて色指定回路２３で指
定した初期設定値と比較され、その判定結果を表わす信
号がマイクロプロセッサ１６に転送される。なお第８図
のスイッチ６２を第１図の信号処理回路７の出力信号と
色指定回路ｚ３の出力信号とを切り換えてメモリ６３に
入力するように構成すれば、必要に応じてこれらの信号
のどちらによっても初期設定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６６等が設定するし
きい値を超える変化があったときだけ移動判定回路６８
に“１”を出力するようにしたのは、ハンチングやオー
バーシュートを生ずることの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１０図） 第１図の自動焦点検出回路１３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（、例えばｒ
ＮＨＫ技術研究」第１７巻第１号（通巻第８６号）昭和
４０年発行、２１頁「山登りサーボ方式によるテレビカ
メラの自動焦点調整」参照）について説明する。第１０
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１２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回路７２で制御し１
合焦方向検出回路７２から焦点検出のための移動方向を
表わす信号が前記のＡＦモータｗＡ動装置１５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１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（する焦点距離調整手段）（第
１図、第１１図） 第１図に示すこの発明の実施例は、限界領域ＢＡ内又は
撮影画面内において、被写体の位置に応じてレンズ群２
の焦点距離を変化させるように構成されている。第１１
図は上記の焦点距離の変化の態様を説明するものであっ
て図中ｘ１　ｘ２は第２図のＸ軸方向の限界領域ＢＡの
一辺の長さを示している。いま被追尾被写体が、第１１
図において右方から限界領域ＢＡ内へ入り、限界領域Ｂ
Ａの平面内を移動して左方で同領域外へ出るとして同領
域内における被写体の相対的な位置は、第４図の（Ｔ２
−Ｔｔ）／　（Ｔ４−Ｔｔ）を演算することによって知
ることができ、この値に応じてマイクロプロセッサ１６
がズームモータ駆！装置１９に制御信号を転送してズー
ムモータＭ２をＷＩＡ動じ、レンズ群２を移動させ、例
えば第１１図に示すパターンに従ってその焦点距離を変
化させる。この例では、被写体が限界領域ＢＡの左端ｘ
２と一致したとき、一般的には先に第４図に関連して述
べた。意味において撮影画面又は限界領域ＢＡの境界に
ほぼ一致する位置に達したときに、レンズ群２をさらに
短焦点距離へ、すなわち画角をワイド端まで広げる方向
に調整する。ｍ角をさらに広げることにより、第１３図
（ｆ）と（ｇ）とを参照すれば明らかなように被写体が
あたかもその位置で固定された如くなり、実効的に追尾
動作範囲を広くすることができる。

この発明は、自動追尾焦点検出機能を有するカメラにお
いて追尾動作範囲を広くすることを主要な課題とするも
のであり、そのための手段として、例えば第１１図に示
すように撮影画面又は限界領域の境界において画角をワ
イド端まで広げる方向に調整することを前提としている
。もっとも、被写体の位置にかかわらず画角を広げるこ
とにより、追尾動作範囲を広げることは可能であるが、
このような手段によれば光学系の焦点距離が撮影目的の
ためには必ずしも適切ではない、したがってこの発明の
実施例では撮影のために重要な撮影画面又は限界領域Ｂ
Ａの中央部においては長焦点距離（テレ方向）にｖ４整
する。これにより、追尾動作範囲を広くし、かつ撮影を
適切な焦点距離で行うことができる。

第１１図では、限界領域の左右の境界において光学系が
短焦点距離に調整されているが、被写体が撮影画面又は
限界領域の内外にわたっていずれの方向へも移動可使で
あることを考慮すれば、撮影画面又は限界領域の少なく
とも一部（例えば第１１図、第１３図の画面枠ＦＲ又は
限界領域ＢＡの一辺）において光学系を比較的に短焦点
距離に調整すればよい。

（この発明の実施例の作用及び操作方法）（ｔ５１図、
第１２図１．第１３図） 次に、第１図に示すこの発明の実施例の作用について説
明する。下記の説明は、主として同実施例の操作方法の
一例について第１２図及び第１３図を参照して行う、こ
の例では、被写体がフレームアウトし、追尾視野が待機
位置にある状態で撮影が開始されるとする。追尾視野位
置の設定は、撮影者の手動設定により第１図の入力端子
工２からマイクロプロセッサ１６に入力される情報に基
づいて行われる。そのための具体的手段は、第２図〜第
４図で説明した限界領域設定手段に準する手段によれば
よい、なおこの例では追尾視野は、第１図の追尾視野大
きさ決定回路１４によりその大きさを可変に設定される
。第１３図（ａ）では、待機中の追尾視野位置はＴＦａ
で示される。

一方、待機状態において測距視野ＦＦａは、例えば電子
ビューファインダ２２の画面枠ＦＲの中央部にあり、こ
の例ではその大きさは全ステップを通じ一定であるとす
る。また限界領域ＢＡの設定は、撮影者の手動設定によ
り第１図の入力端子Ｉ３から限界領域設定回路１７に入
力される情報に基づき、第２図〜第４図で説明した手段
により行われる。

ｉ１２図の流れ図に示す追尾動作は、原則として第５図
〜第９図に関連して説明したところに従って行われ、追
尾のための被写体の基準色の初期設定は、撮影者の操作
により第９図の色指定口　　　　　１路２３を通じて行
われる。また通常の追尾動作では、第５図の画素Ｂは被
写体内に含まれるとする。

第１２図のステップ８１で、先ず撮影者の操作により被
写体の特徴を代表する基準色としてＢＯを指定し、この
値を取りこむ、この段階では、画素Ａ及びＣに関する初
期値（Ａｏ及びＧｏ）は取りこまない、その理由は、こ
の後に画角を設定して撮影を始めるときの背景色と前記
のＢ、を取りこむときの背景色とが異ると、追尾開始時
に誤動作を起こすおそれがあるからである０次に撮影者
の操作により、追尾視野の初期位置（待機位置ＴＦａ）
を設定しくステップ８２）、以後追尾視野に被写体が入
って来るまでは追尾視野はその位置で待機する。そして
この待機位置ＴＦａにおいて画素Ｂから取りこまれる値
Ｂ（被写体が入って来るまではこの待機位置における背
景色に相当する）と前記のＢＯとの差の絶対値ＩＢ−Ｂ
ｏｌを算出しくステップ８３）、その結果を所定の不感
帯幅ΔＢと比較しくステップ８４）、この操作がＩＢ−
Ｂｏｌ＜ΔＢ の関係が成立するまでくり返される。すなわち、追尾視
野が、その待機位置ＴＦａにおいて、被写体が同位置へ
入って来るのを連続的にチェックしていることになる。

ＩＢ−Ｂｏｌ＜ΔＢの関係がみたされると、被写体が待
機位１ｉＴＦａに入って来たと判定され。

測距視野が第１３図（ｂ）のＦＦｂに示すように追尾視
野位置ＴＦｂ、すなわち被写体位置へ移動する（ステッ
プ８５）、さらに追尾動作開始のために背景（一部に被
写体を含む）の特徴を代表する色Ａ、及びＣｏが指定さ
れ（ステップ８６）、（Ｒ−Ｙ）、（Ｂ−Ｙ）座標上の
線分Ａ、Ｂ、の長さ　ＤＡＯ，ＢＧ と　線分ＣｏＢ、の長さ　Ｉ）ｃｏ、ｎ。

が算出される（ステップ８７）。

ここでＩＢ−Ｂｏｌ＜ΔＢと判定されたとき、例えばｌ
／６０秒後１次のフィールドでＡ、及びＣＯの指定がさ
れ、さらに次のフィールドから追尾動作が開始されるよ
うに構成されているとすると、ステップ８８から実質的
な追尾モードが始まることになる。したがって、追尾中
の被写体が限界領域ＢＡ外へ出た場合に、装置を新たな
被写体に対して待機状態におき、新たな被写体が画面内
の待機位置に入って来たことを確認してから測距視野を
被写体位置へ移動させ、この被写体に対して追尾モード
が再開されるように構成されているので、動画撮影を簡
単な操作により行うことができる。

上記の例では、ステップ８４でイエスの判定がされてか
ら、ｌフレーム後の各画素Ａ、Ｂ、Ｃの色情報がステッ
プ８８で取りこまれるよう構成されているが、いったん
追尾視野内に入った被写体が再び画面外へ出る等の場合
のために、さらにＩＢ−Ｂ、ｌ＜ΔＢの関係が満たされ
ているかどうかが調べられ（ステップ８９）、この関係
が満たされていないときは追尾視野が再び待機位置へ、
測距視野が再び初期位置へ復帰する（ステップ９７．９
８、第１３図（ｈ）　）　。

ＩＢ−Ｂｏｌ＜ΔＢである限り追尾動作が進行しくステ
ップ９０〜９２）、被写体が限界領域ＢＡの平面内にあ
ればｆｆｌｌｌ図に示すパターンに従って第１図のレン
ズ群２の焦点距離が調整される（ステップ９３．９４）
、第１３図（ｃ）〜（ｅ）はこの状況を示し、（ｄ）の
位置で最も長焦点距離になり、その後第１１図及び第１
３図で被写体が左へ移動するに従って再び短焦点距離へ
向っている（第１３図（ｅ））、そして同図（ｆ）のＴ
Ｆｆに示すように被写体の移動により追尾視野が限界領
域ＢＡの端部に達すると、レンズ群２の焦点距離をさら
に短焦点距離へ、すなわち画角をワイド端まで広げる方
向に調整する（ステップ９５）０画角をさらに広げるこ
とにより同図（ｇ）に示すように被写体は恰もその位置
に固定されたようになり、実効的に追尾範囲が拡大され
る。そしてレンズ群２の焦点距離がワイド端（レンズ群
２における最短焦点距離）に達し、被写体が限界領域Ｂ
Ａを出たときに、追尾視野は第１３図（ｈ）の待機位置
ＴＦｈへ、８１１距視野は同じく初期位置ＦＦｈへ復帰
し、装置は待機状態になる。なおこの状態で新たな被写
体について前記のＢＯの指定から操作をやり直すことも
ある。

上記の操作方法は、この発明のカメラの操作方法の一例
を示すものであり、その操作方法は上記のものに限定さ
れない、また上記において被写体の位置検知は、色情報
のほか先に述べた被写体の特徴を表わす他の情報によっ
て行うこともできる。なお追尾視野の待機位置はｔｊＳ
１３図に示す位置のほか撮影者の作画意図に応じ、画面
内の任意の位置に設定することができる。

（効　果） 前述のように、この発明によれば、撮影画面内又はその
うちの特定領域内にある被写体を自動追尾する手段と、
前記被写体の撮影画面又は前記特定領域の平面内におけ
る相対的な位置に応じて光学系の焦点距離を変化させる
制御手段とを具えているにで、有限である撮影画面内又
はそのうちの特定領域内において、可能な限り、追尾動
作を行う範囲を実効的に広くし、かつ撮影を適切な焦点
距離で行うことが可能である。

【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ｔ５２
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
めのつまみ及びロツタボタンの説明図、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６図は第５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次元子面上
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９の詳細を示すブロー２り図、第９図は第１
図中移動検出回路９の変形例を示すブロック図、第１θ
図は第１図中自動点点検出回路１３の詳細を示すブロッ
ク図、第１１図は第１図の実施例において被写体の画面
内の位置に応じて焦点距離を調整する態様を示す説明図
、第１２図は第１図の装置の操作方法及び作用を説明す
る流れ図、第１３図（ａ）ないしくｈ）は第１図の装置
において被写体の移動に伴って追尾視野及び測距視野の
位置が時間的に（ａ）から（ｈ）への順序で変化する状
況を示す説明図、第１４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：焦点調部のためのレンズ群、２：焦点距離を変化さ
せるためのレンズ群、３：結像系レンズ群、４：撮像手
段の一例である固体撮像素子、７：信号処理回路、８：
追尾ゲート回路、９：被写体移動検出回路、１１：ゲー
トパルス発生回路、１２：測距ゲート回路、１３：自動
焦点検出回路、１４：追尾視野大きさ決定回路、１５：
ＡＦモータ駆ｙＪＪ装置、１６：°マイクロプロセッサ
。 １７：限界領域設定回路、１９：ズームモータ駆動装置
、２３：色指定回路、ＢＡ：限界領域、ＴＦ：追尾視野
、ＦＦ：測距視野。 第３図 （Ａ）　　　　　ＣＢ） 第４図 第５図 （Ａ）　　　　　　　　　　　（Ｂ） 第６図 第７図 第８因

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）撮影画面内又はそのうちの特定領域内にある被写
   体を自動追尾する手段と、 前記被写体の撮影画面又は前記特定領域の平面内におけ
   る相対的な位置に応じて光学系の焦点距離を変化させる
   制御手段と、 を具えるカメラ。
2. （２）前記制御手段は、前記被写体が撮影画面又は前記
   特定領域の中央部分に位置するときにその端部に位置す
   るときよりも前記光学系の焦点距離を長焦点距離に変化
   させる手段である特許請求の範囲（１）記載のカメラ。