JPS63217880A - オ−トフオ−カス装置 - 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】 〔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
へ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　Ｒ
ａｙ　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、この小さな画面を幀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かある。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
を凝視した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が向いて
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
出願した特許層「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２ｏ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−１０２が配設されている。この第１のハーフミ
ラ−１０２の下方には第２のハーフミラ−１０３が配設
されており、この第２のハーフミラ−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ＬＥＤＩ０５が配設されている。このＬＥ
Ｄ　１０５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２
１による。

また、上記第２のハーフミラ−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＃５ＬＥＤ１
０５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ＬＥＤ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
ｌｌａ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ｌｌａの後方側には第２のレンズｌｌ
ｂ、第３のレンズｌｌｃ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ｌｉｄの後方には
第５のレンズｌｉｅ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６
ｂ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部にはカメラマン
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ー７の可変端子はアナ口グスイッ
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信号のＮＯ
・ＧＯを制御し、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１０４の入力端に接続されていて、この赤
外線ＬＥＤＩ０５を構成するＬＥＤのうちのいずれのＬ
ＥＤ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　５ｔａ
ｒｔ信号が出力され、第６の出力端からはＶ　！ＨＤ信
号が出力し、第７の出力端からはＨ５ｔａｒｔ信号が出
力し第８の出力端からはＨ、、Ｄ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　
５ｔａｒｔ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−ｙ−）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（Ｈｓ、
、ｃ）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２
１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ｌｌａを前後にドライブするモー
タ１２を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に
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ｌＯ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ｌｉｄ
を例えば１００Ｈｚ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ｌｉｄ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　ｌｌ７１１ｅ信号とＨ５ｙｎｃ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
調渡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２６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１
６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ｌｌａ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ＩＨ（例えば、５２５本の走査線では６３．５μ
ｓ）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（ヒツトしている）座標をＨ２■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Ｈ５ｙｎｃ信号がアクテロ イ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にヨリ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　５ｙｎｃ信号がアクティブに
なった後にＨｔＶＩＩｅ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ツ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。 ｌＯ・・・・・・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、ｌｉｄ・・・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（Ｂ　Ｐ　Ｆ）
、３０・・・・・・合焦位置選択アナログゲート、１０
０・・・視線方向検出装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ビューファインダ上の一点を凝視した際に眼底の網
   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
   れに視線が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
   にしたことを特徴とするオートフォーカス装置。