JP2011022499A

JP2011022499A - オートフォーカスシステム

Info

Publication number: JP2011022499A
Application number: JP2009169303A
Authority: JP
Inventors: Kunio Tanida; 邦男谷田
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2009-07-17
Filing date: 2009-07-17
Publication date: 2011-02-03

Abstract

【課題】ＡＦ枠自動追尾機能を備えたオートフォーカスシステムにおいて、操作者（カメラマン）がビューファインダを見ながらＡＦ枠自動追尾機能の動作状態を瞬時に判断できると共に、現在選択されているＡＦ枠自動追尾機能の動作モードを容易に把握できるようにする。
【解決手段】ＡＦ枠自動追尾機能を備えたオートフォーカスシステムにおいて、レンズ装置１２は、ＡＦ枠自動追尾機能が正常に動作しているか否かを示す情報、及び前記ＡＦ枠自動追尾手段の動作モードを含むＡＦ枠自動追尾情報をカメラ本体１４に出力して、ビューファインダ３６にＡＦ枠自動追尾情報を表示できるようにする。
【選択図】図２

Description

本発明はオートフォーカスシステムに係り、特に、ＡＦ枠自動追尾機能を備えたオートフォーカスシステムに関する。

従来、例えばスポーツ中継のように被写体の動きの激しいシーンをテレビカメラなどで撮影する場合において、被写体にピントを合わせる目的でオートフォーカスエリア（ＡＦエリア）を被写体に自動追尾させるＡＦ枠自動追尾機能を備えたオートフォーカスシステムが知られている。尚、本明細書では、ＡＦエリアの範囲の輪郭を示すＡＦ枠という用語を主にＡＦエリアと同様にピントを合わせる被写体の範囲を意味する用語として使用するものとする。

例えば、特許文献１には、カメラの撮影映像を表示するビューファインダを備え、ＡＦ枠自動追尾機能が正常に動作している場合と正常に動作していない場合とを識別できるように、ビューファインダにＡＦ枠を異なる態様で表示させるようにしたオートフォーカスシステムが記載されている。このオートフォーカスシステムによれば、ＡＦ枠自動追尾機能が正常に動作しているのか否かをカメラマンが常時見ているビューファインダでは瞬時に判断することができる。

特開２００６−２５８９４３号公報

ところで、従来のオートフォーカスシステムには、ＡＦ枠自動追尾機能として複数の動作モードを備えたものがある。複数の動作モードとしては、例えば、顔検出処理によって検出された人物の顔を追尾対象に設定してＡＦ枠の自動追尾を行うモード（顔検出追尾モード）や、ＡＦ枠の範囲内の被写体（任意の物体）を追尾対象としてパターンマッチング処理によりＡＦ枠の自動追尾を行うモード（物体追尾モード）などがある。

このようなオートフォーカスシステムでは、追尾対象とする被写体に応じて、複数の動作モードの中から所定の動作モードが選択されてＡＦ枠の自動追尾が行われる。

しかしながら、従来のオートフォーカスシステムでは、ビューファインダには現在選択されているＡＦ枠自動追尾機能の動作モードが表示されず、操作者（カメラマン）は当該動作モードを瞬時に認知することができない。これにより、例えば、人物の顔が追尾されているように見えているにもかかわらず、実際には物体追尾モードが選択された状態となっている場合もあり、追尾性能が落ちてしまうという不具合が生じる。また、この不具合によって追尾失敗（追尾不能）となることも多い。

また、上記問題に対して、ビューファインダとは別の表示装置を設けて、当該表示装置にＡＦ枠自動追尾機能の動作モードを表示させることも考えられるが、操作者はＡＦ枠自動追尾機能の動作モードを確認するために、ビューファインダから目を離さなければならず、操作が煩雑となり、しかも放送事故につながる要因ともなる。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、ＡＦ枠自動追尾機能として複数の動作モードを備えたオートフォーカスシステムにおいて、操作者がビューファインダを見ながらＡＦ枠自動追尾機能の動作状態を瞬時に判断できると共に、現在選択されているＡＦ枠自動追尾機能の動作モードを容易に把握できるようにしたオートフォーカスシステムを提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、請求項１に係るオートフォーカスシステムは、光学系により結像された被写体像を撮像する撮像手段と、前記撮像手段により撮像された撮影画像のうち、所定のＡＦ枠の範囲の被写体にピントが合うように前記光学系のフォーカス調整を行うオートフォーカス手段と、所定の追尾対象の被写体にピントが合うように前記ＡＦ枠を前記追尾対象の被写体に自動追尾させるＡＦ枠自動追尾手段と、前記撮像手段により撮像された撮影画像を表示するビューファインダの表示を制御するビューファインダ制御手段と、前記ビューファインダに前記ＡＦ枠を表示させるためのＡＦ枠情報を前記ビューファインダ制御手段に出力するＡＦ枠情報出力手段と、前記ＡＦ枠自動追尾手段による前記ＡＦ枠の自動追尾が正常に行われているか否かを示す情報、及び前記ＡＦ枠自動追尾手段の動作モードを含むＡＦ枠自動追尾情報を前記ビューファインダ制御手段に出力する自動追尾情報出力手段と、を備えたことを特徴とする。

請求項２に係るオートフォーカスシステムは、請求項１に係る発明において、前記ビューファインダ制御手段は、前記ＡＦ枠自動追尾情報に基づいて、前記ＡＦ枠の表示形態を変えると共に前記ＡＦ枠自動追尾手段の動作モードを表示することを特徴とする。

請求項３に係るオートフォーカスシステムは、請求項２に係る発明において、前記ビューファインダ制御手段は、前記ＡＦ枠自動追尾手段の動作モードを文字、図形、又は記号を用いて表示することを特徴とする。

請求項４に係るオートフォーカスシステムは、請求項２又は３に係る発明において、前記ビューファインダ制御手段は、前記対ＡＦ枠自動追尾手段による前記ＡＦ枠の自動追尾が正常に行われている場合と正常に行われていない場合とで識別できるように、前記ビューファインダに前記ＡＦ枠を異なる態様で表示させることを特徴とする。

請求項５に係るオートフォーカスシステムは、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の発明において、前記自動追尾情報出力手段は、前記ビューファインダ制御手段が前記ＡＦ枠自動追尾情報に応じて前記ＡＦ枠の表示形態を変える機能を有していない場合には、前記ビューファインダに前記ＡＦ枠自動追尾情報を出力しないようにすることを特徴とする。

本発明によれば、カメラマンなどの操作者が常時見ているビューファインダでＡＦ枠自動追尾機能が正常に動作しているか否かを瞬時に判断することができると共に、現在選択されているＡＦ枠自動追尾機能の動作モードを容易に把握できるようになる。

本発明が適用されるテレビカメラシステムの一実施の形態を示した外観図図１のテレビカメラシステムに適用されるＡＦ枠自動追尾システムの全体構成を示したブロック図ＡＦ枠（ＡＦエリア）の説明図フォーカスデマンドの外観図タッチパネル付き液晶ディスプレイに表示される画面の一例を示した図ＡＦ枠自動追尾情報に応じてＡＦ枠の表示形態を変化させる態様の一例を示した図

以下、添付図面を参照して、本発明に係るオートフォーカスシステムについて詳細に説明する。

図１は、本発明が適用されるテレビカメラシステムの一実施の形態を示した外観図である。同図に示すようにテレビカメラ１０は、主に放送用又は業務用に使用されるテレビカメラであり、レンズ装置１２とカメラ本体１４とで構成され、ペデスタルドリー１６上に設置された雲台１８に支持されている。

雲台１８には、左右２本のパン棒２２、２４が延設されており、右側のパン棒２２のグリップ部２２Ａには、フォーカスデマンド（フォーカスコントローラ）２６がマウンティングクランプ３８によって設置され、左側のパン棒２４のグリップ部にはズームデマンド（ズームコントローラ）２８が設置されている。

フォーカスデマンド２６には、回動可能なフォーカスノブ３０が設けられており、マニュアルフォーカス（ＭＦ）によりフォーカス制御を行う際に、このフォーカスノブ３０を回動操作すると、その回動位置に応じたフォーカス位置を目標位置としてフォーカス（フォーカスレンズ）の移動を指令するフォーカス制御信号がフォーカスデマンド２６からレンズ装置１２に与えられる。これにより、レンズ装置１２のフォーカスレンズがフォーカス制御信号によって指令された目標位置に移動する。

ズームデマンド２８には、回動可能なサムリング３４が設けられており、そのサムリング３４を左右方向に回動操作すると、回動位置に応じたズーム速度を目標速度としてズーム（ズームレンズ）の移動を指令するズーム制御信号がズームデマンド２８からレンズ装置１２に与えられる。これにより、レンズ装置１２のズームレンズがズーム制御信号によって指令された目標速度で移動する。

また、図では省略するが、フォーカスデマンド２６には、オートフォーカス（ＡＦ）に関する各種操作部材が設けられると共に、ＡＦによりピントを合わせる対象の被写体範囲（ＡＦの対象範囲）を示すＡＦ枠の制御（位置等の変更）を行うためのＡＦ枠制御装置（ＡＦ枠自動追尾装置）が組み込まれ、そのＡＦ枠制御装置の各種操作部材もフォーカスデマンド２６に設けられている。

更に、ＡＦ枠制御装置の構成要素として同図のようにタッチパネル付き液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）４０が設置具によりフォーカスデマンド２６の本体上部に設置され、図示しないケーブルでフォーカスデマンド２６に接続されている。

尚、以下において、単にＬＣＤ４０と記した場合にはこのタッチパネル付き液晶ディスプレイ４０を示す。また、ＬＣＤ４０は、フォーカスデマンド２６の本体上部以外の任意の位置に設置することが可能である。例えば、ビューファインダ３６の横に設置してもよい。

カメラ本体１４の上には、表示装置であるビューファインダ３６が設置されている。このビューファインダ３６には、本テレビカメラ１０で撮影されている被写体の映像が表示されるため、カメラマンはその映像を見ながらフォーカスデマンド２６やズームデマンド２８を操作することによって所望の構図で被写体を撮影することができるようになっている。尚、以下において、撮影映像又は撮影画像と称した場合には、テレビカメラ１０で現在撮影されている映像又は画像を示すものとする。

また、ビューファインダ３６に表示される撮影映像には、現在ＡＦ枠が設定されている位置、大きさ、形状（縦横比）を示すＡＦ枠の画像が重畳されて表示されるようになっており、ＡＦによりフォーカス制御を行う場合には撮影映像内のどの範囲の被写体にピントが合わせられるかを知ることができるようになっている。尚、ＭＦとＡＦのフォーカス制御は、フォーカスデマンド２６に設けられたモードスイッチ等で切り替えられるようになっている。

図２は、上記テレビカメラシステムに適用されるオートフォーカスシステムの全体構成を示したブロック図である。

同図のオートフォーカスシステム１には、図１に示したテレビカメラ１０のレンズ装置１２及びカメラ本体１４とビューファインダ３６が示されている。また、図１のフォーカスデマンド２６の構成要素として、フォーカス操作部５０と、フォーカスデマンド２６に組み込まれたＡＦ枠制御装置（ＡＦ枠自動追尾装置）を構成する画像処理ユニット５８及びＡＦ枠操作部６０が示されている。

テレビカメラ１０は、ハイビジョンテレビ［ＨＤ（High Definition)ＴＶ］方式に対応したＨＤカメラからなるカメラ本体１４と、カメラ本体１４のレンズマウントに装着される撮影レンズ（光学系）を備えたレンズ装置１２とから構成される。

カメラ本体１４には、撮像素子（例えばＣＣＤ）や所要の信号処理回路等が搭載されており、レンズ装置１２の撮影レンズにより結像された像は、撮像素子により光電変換された後、信号処理回路によって所要の信号処理が施されてＨＤＴＶ方式の映像信号（ＨＤＴＶ信号）として、カメラ本体１４の映像信号出力端子等から外部に出力される。

また、図１のようにカメラ本体１４の上部等に設置されるビューファインダ３６には、テレビカメラ１０の撮影映像が表示されるようになっている。ビューファインダ３６には、撮影映像以外の各種情報が表示されるようになっており、例えば、現在の設定されているＡＦ枠の範囲（位置、大きさ、形状）を示す画像が撮影映像に重畳されて表示されるようになっている。

レンズ装置１２は、カメラ本体１４のレンズマウントに装着される撮影レンズ（ズームレンズ）６４を備えており、その撮影レンズ６４により、被写体５６がカメラ本体１４の撮像素子の撮像面に結像されるようになっている。撮影レンズ６４には、図示を省略するが、その構成要素としてフォーカスレンズ群、ズームレンズ群、絞りなどの撮影条件を調整するための可動部が設けられており、それらの可動部は、モータ（サーボ機構）によって電動駆動されるようになっている。例えば、フォーカスレンズ群やズームレンズ群は光軸方向に移動し、フォーカスレンズ群が移動することによってフォーカス（被写体距離）調整が行われ、またズームレンズ群が移動することによって焦点距離（ズーム倍率）調整が行われる。

尚、ＡＦに関するシステムにおいては、少なくともフォーカスレンズ群が電動で駆動できればよく、その他の可動部は手動でのみ駆動可能であってもよい。

また、レンズ装置１２には、ＡＦユニット６６及び図示しないレンズＣＰＵ等が搭載されている。レンズＣＰＵはレンズ装置１２全体を統括制御するものであり、フォーカスレンズ群、ズームレンズ群、絞りなどのモータによって電動駆動される制御対象の状態（位置、速度）をモータを駆動して制御する。また、ＡＦユニット６６は、ＡＦによるフォーカス制御（自動ピント調整）を行うために必要な情報を取得するための処理部であり、図示を省略するが、ＡＦ処理部、ＡＦ用撮像回路等から構成されている。

ＡＦ用撮像回路はＡＦ処理用の映像信号を取得するためにレンズ装置１２に配置されており、ＣＣＤ等の撮像素子（ＡＦ用撮像素子という）やＡＦ用撮像素子の出力信号を所定形式の映像信号として出力する処理回路等を備えている。尚、ＡＦ用撮像回路から出力される映像信号は輝度信号である。

ＡＦ用撮像素子の撮像面には、撮影レンズ６４の光路上に配置されたハーフミラー等によってカメラ本体１４の撮像素子に入射する被写体光から分岐された被写体光が結像するようになっている。ＡＦ用撮像素子の撮像エリアに対する撮影範囲及び被写体距離（ピントが合う被写体の距離）は、カメラ本体１４の撮像素子の撮像エリアに対する撮影範囲及び被写体距離に一致するように構成されており、ＡＦ用撮像素子により取り込まれる被写体画像は、カメラ本体１４の撮像素子により取り込まれる被写体画像と一致している。なお、両者の撮影範囲に関しては完全に一致している必要はなく、例えば、ＡＦ用撮像素子の撮影範囲の方がカメラ本体１４の撮像素子の撮影範囲を包含する大きな範囲であってもよい。

ＡＦ処理部は、ＡＦ用撮像回路から映像信号を取得し、その映像信号に基づいてＡＦの対象範囲とするＡＦエリア（ＡＦ枠）の範囲内における被写体画像のコントラストの高低を示す焦点評価値を算出する。例えば、ＡＦ用撮像素子から得られた映像信号から高域周波数成分の信号をハイパスフィルタによって抽出した後、その高域周波数成分の信号のうち後述のようにして設定されるＡＦエリアに対応する範囲の信号を１画面（１フレーム）分ずつ積算する。このようにして１画面分ごとに得られる積算値はＡＦエリア内の被写体画像のコントラストの高低を示し、その積算値が焦点評価値としてレンズＣＰＵに与えられる。

レンズＣＰＵは、ＡＦエリアの範囲（輪郭）を示すＡＦ枠の情報（ＡＦ枠情報）を、後述するように画像処理ユニット５８から取得し、そのＡＦ枠情報により指定されたＡＦ枠内の範囲をＡＦエリアとしてＡＦ処理部に指定する。そして、そのＡＦエリア内の画像（映像信号）により求められる焦点評価値をＡＦ処理部から取得する。

このようにしてＡＦ用撮像回路から１画面分の映像信号が取得されるごとに（ＡＦ処理部で焦点評価値が求められるごとに）ＡＦ処理部から焦点評価値を取得すると共に、取得した焦点評価値が最大（極大）、即ち、ＡＦ枠内の被写体画像のコントラストが最大となるようにフォーカスレンズ群を制御する。例えば、焦点評価値に基づくフォーカスレンズ群の制御方式として山登り方式が一般的に知られており、フォーカスレンズ群を焦点評価値が増加する方向に移動させて行き、焦点評価値が減少し始める点を検出すると、その位置にフォーカスレンズ群を設定する。これにより、ＡＦ枠内の被写体に自動でピントが合わせられる。

尚、上述のＡＦ処理部は、焦点評価値を算出するために、レンズ装置１２に搭載されたＡＦ用撮像素子から映像信号を取得しているが、カメラ本体１４の撮像素子より撮影された映像の映像信号をカメラ本体１４から取得するような構成としてもよい。また、ＡＦ枠内の被写体に自動でピントを合わせるためのＡＦ手段はどのようなものであってもよい。

ここで、ＡＦエリア２００は、図３に示すようにカメラ本体１４における撮像素子の撮像エリア２０２に対して四角形状の領域として設定され、その輪郭を示す枠２０４がＡＦ枠を示し、撮像素子のＡＦエリア２００（ＡＦ枠２０４内）の範囲で撮影される被写体がＡＦによりピントを合わせる対象となる。

尚、本明細書では、撮像エリア２０２に対するＡＦ枠２０４（ＡＦエリア２００）の範囲は、ＡＦ枠２０４の位置、大きさ、及び、形状（縦横比）の３つの要素によって決まるものとし、“ＡＦ枠の範囲を変更する”という趣旨の記載は、ＡＦ枠の位置、大きさ、及び、形状の３つの要素のうち、少なくとも１つの要素を変更することを意味するものとする。

また、レンズ装置１２は、ケーブルを介して、又は、直接的にカメラ本体１４と接続され、レンズ装置１２とカメラ本体１４の各々に設けられたシリアル通信インターフェース（ＳＣＩ）１２ａ、１４ａを通じて各種情報のやり取りが行えるようになっている。これによりＡＦユニット６６において現在設定されているＡＦ枠の情報もカメラ本体１４に送信され、カメラ本体１４内での処理によってビューファインダ３６に表示される撮影映像に現在設定されているＡＦ枠の位置、大きさ、形状に対応したＡＦ枠の画像が重畳表示されるようになっている。

フォーカス操作部５０は、フォーカスデマンド２６の構成要素であると共に、一般的なフォーカスデマンドが備えている構成要素を示している。フォーカス操作部５０の構成要素として、図１に示したフォーカスノブ３０、ＡＦモードとＭＦモードの切替えやＡＦモードの種類（連続モードやモーメンタリモード）の切替えを行うためのモードスイッチ（図示せず）、ＡＦの開始を指示するＡＦ開始スイッチ（図示せず）等、ＡＦの制御内容やＭＦの制御に関する操作部材を備えると共に、それらの操作部材の設定状態を検出し、検出した設定状態に基づいて制御信号を送出する処理回路等を備えている。

フォーカスデマンド２６にはレンズ装置１２とケーブルで接続するためのインターフェース（Ｉ／Ｆ）５２が設けられており、フォーカス操作部５０はそのＩ／Ｆ５２及びケーブルを介してレンズ装置１２に接続され、ＳＣＩ１２ａを通じてレンズＣＰＵとの間のシリアル通信により各種信号のやり取りが行えるようになっている。

これにより、フォーカス操作部５０から送出された各種制御信号がレンズＣＰＵに与えられ、その制御信号に従った処理がレンズＣＰＵで実行されるようになっている。例えば、ＡＦによるフォーカス制御（ＡＦモード）の指示が与えられた場合には、上記のようにＡＦユニット６６から得られる焦点評価値に基づいてＡＦによるフォーカス制御が行われ、ＭＦによるフォーカス制御（ＭＦモード）の指示が与えられた場合には、フォーカスノブ３０の操作に基づいてフォーカス操作部５０から与えられるフォーカス位置指令信号に従ってＭＦによるフォーカス制御が行われるようになっている。

画像処理ユニット５８は、フォーカスデマンド２６にＡＦ枠制御装置の構成要素として組み込まれた処理部であり、レンズ装置１２のＡＦユニット６６において設定されるＡＦ枠の範囲（位置、大きさ、形状（縦横比））を後述のマニュアル操作又はＡＦ枠自動追尾の処理により指定するための処理部である。

画像処理ユニット５８は、ＳＣＩ７０ａを備えており、そのＳＣＩ７０ａは、上記Ｉ／Ｆ５２を介してレンズ装置１２に接続され、ＳＣＩ１２ａを通じてレンズＣＰＵとの間でシリアル通信により各種信号のやり取りが行えるようになっている。これにより、例えば、ＡＦ枠の範囲を指定するＡＦ枠情報が画像処理ユニット５８からレンズ装置１２のレンズＣＰＵに与えられ、そのＡＦ枠情報に基づいてＡＦユニット６６におけるＡＦ枠の範囲が設定される。

また、フォーカスデマンド２６には画像処理ユニット５８に映像信号を取り込むための映像入力コネクタが設けられており、その映像入力コネクタにカメラ本体１４の映像出力コネクタがダウンコンバータ６８を介してケーブルで接続される。これによって、カメラ本体１４の映像出力コネクタから出力されたＨＤＴＶ信号が、ダウンコンバータ６８によって、標準テレビ［ＮＴＳＣ（National Television System Committee)]方式の映像信号（ＳＤＴＶ信号）に変換（ダウンコンバート）されて、画像処理ユニット５８に入力されるようになっている。

画像処理ユニット５８は、ＡＦ枠自動追尾処理を実行する際に、カメラ本体１４から入力された撮影映像の映像信号から１コマ分の撮撮画像を順次取り込み、撮影画像の中から所定の追尾対象の被写体を検出する処理を行う。そして、ＡＦによりその被写体にピントが合わせられるようにＡＦ枠の範囲を決定し、決定したＡＦ枠の範囲をレンズ装置１２のレンズＣＰＵに送信する。

ＡＦ枠操作部６０は、ＡＦ枠制御装置としてフォーカスデマンド２６に画像処理ユニット５８と共に一体的に設けられ、又は、その一部又は全てが、フォーカスデマンド２６とは別体の装置、即ち、画像処理ユニット５８とは別体の装置に設けられてケーブル等で接続されている。本実施の形態では、図１のようにタッチパネル付きＬＣＤ４０がフォーカスデマンド２６（画像処理ユニット５８）とは別体で設けられ、他の構成要素はフォーカスデマンド２６に画像処理ユニット５８と共に設けられている。

ＡＦ枠操作部６０は、主にＡＦ枠の制御に関する操作を行うための操作部であり、ＡＦ枠の範囲を操作者がマニュアル操作で指示入力するための操作部材や、ＡＦ枠を所望の被写体に自動で追尾させるＡＦ枠自動追尾に関する操作を行うための操作部材を備えている。

図４のフォーカスデマンド２６の外観図にも併せて示すように、ＡＦ枠操作部６０の操作部材として、ＡＦ枠の位置をユーザの手動操作により上下左右に移動させるための位置操作部材１００（例えば、ジョイスティックやトラックボール）、ＡＦ枠の大きさを手動操作により変更するためのサイズ操作部材１０２（例えば、ツマミ)、ＡＦ枠の形状を手動操作により変更するための形状操作部材１０４（例えば、ツマミ）、ＡＦ枠自動追尾の開始を指示する追尾開始スイッチ１０８、ＡＦ枠自動追尾の停止を指示する追尾停止スイッチ１１０が設けられており、これらの操作部材１００、１０２、１０４、１０８、１１０の設定状態が、画像処理ユニット５８（後述のメインボード７０のＣＰＵ７８）により読み取られるようになっている。

また、ＡＦ枠操作部６０のＬＣＤ４０は、ＡＦ枠自動追尾に関するモード等の設定をタッチ操作（タップ操作）で入力できるようにしたもので、画像処理ユニット５８のＣＰＵ７８によりＬＣＤ４０に表示される画像が設定内容に応じて適宜切り換えられるようになっている。

尚、本実施の形態では、画像処理ユニット５８やＡＦ枠操作部６０を備えたＡＦ枠制御装置がフォーカスデマンド２６に組み込まれた態様を示したが、ＡＦ枠制御装置はフォーカスデマンド２６とは別体の装置として構成してもよい。また、この場合に、ＡＦ枠操作部６０は、その一部又は全てを画像処理ユニット５８と一体の装置に設けられてもよいし、別体の装置に設けてもよい。

次に画像処理ユニット５８の構成及び処理内容について説明する。

画像処理ユニット５８は、主としてメインボード７０、パターンマッチング処理演算ボード７２、顔認識処理演算ボード７４から構成されている。メインボード７０、パターンマッチング処理演算ボード７２、顔認識処理演算ボード７４の各々にはＣＰＵ７８、９０、９２が搭載されており、各ボード毎に個別の演算処理が行われると共に、各ＣＰＵ７８、９０、９２は、バスや制御線で接続され、相互にデータのやり取りや、演算処理の同期等が図られるようになっている。

画像処理ユニット５８における処理は、メインボード７０において統括的に行われるようになっている。そのメインボード７０には、演算処理を行う上記ＣＰＵ７８の他に、ＳＣＩ７０ａ、デコーダ（Ａ／Ｄ変換器）７６、スーパーインポーザ８２、ＲＡＭ８０等が搭載されている。

ＳＣＩ７０ａは、上述のようにレンズ装置１２のＳＣＩ１２ａとの間でシリアル通信を行うためのインターフェース回路であり、上記ＡＦ枠情報等をレンズ装置１２に送信する。

デコーダ７６は、上記ダウンコンバータ６８から画像処理ユニット５８に入力されるテレビカメラ１０の撮影映像の映像信号（ＳＤＴＶ信号）を、画像処理ユニット５８においてデジタル処理可能なデータに変換するための回路であり、アナログのＳＤＴＶ信号をデジタルデータの映像信号に変換するＡ／Ｄ変換処理等を行っている。このデコーダ７６から出力される撮影映像の映像信号は、パターンマッチング処理演算ボード７２や顔認識処理演算ボード７４にも送られ、パターンマッチング処理演算ボード７２や顔認識処理演算ボード７４においてもテレビカメラ１０の撮影映像を１コマ単位の撮影画像として取得することができるようになっている。

スーパーインポーザ８２は、上記のデコーダ７６により得られた撮影映像の映像信号と、ＣＰＵ７８により生成される画像信号とを合成し、その合成した映像信号をＬＣＤ４０に出力・表示する回路である。これにより、カメラ本体１４に設置されているビューファインダ３６と同様にテレビカメラ１０の撮影映像がＬＣＤ４０に表示されると共に、その撮影映像に重ねて、現在設定されているＡＦ枠の範囲を示すＡＦ枠の画像や、タッチパネルでの入力操作を行えるようにしたメニュー画面（メニュー画像）等がＬＣＤ４０に表示される。尚、撮影映像に重畳させることなくＣＰＵ７８で生成された画像のみを表示させることも当然可能である。

ＲＡＭ８０は、ＣＰＵ７８の演算処理において使用するデータを一時的に格納するメモリである。

一方、パターンマッチング処理演算ボード７２や顔認識処理演算ボード７４は、パターンマッチングと顔検出・認識処理を個別に行うための演算ボードであり、各々、演算処理を行うＣＰＵ９０、９２の他に画像データを一時的に格納するＶＲＡＭ９４、９６等を備えている。

また、画像処理ユニット５８には、ＳＤ（Secure Digital）カードやＵＳＢメモリなどの外部メモリとしてデータカード１１４を装填するスロット１１５が設けられており、顔認識により特定の人物の顔を検出する際に、その特定の人物の顔を示す認証データを予めデータカード１１４に保存しておき、そのデータカード１１４をスロット７５に装填することで、顔認識に必要な認証データをデータカード１１４からＣＰＵ７８が読み込めるようになっている。

続いて、上記のごとく構成された画像処理ユニット５８によるＡＦ枠の制御についてＬＣＤ４０の表示及び操作に関する処理と共に説明する。

図５に示すようにＬＣＤ４０の画面４０ａには、テレビカメラ１０の撮影映像に重畳して各種ボタン３００〜３１０からなるメニュー画面（メニュー画像）と、現在設定されているＡＦ枠の範囲を示すＡＦ枠の画像２０４（単にＡＦ枠２０４という）が表示される。メニュー画面の各種ボタン３００〜３１０やＡＦ枠２０４のように撮影映像に重畳される画像は、図２に示した画像処理ユニット５８におけるメインボード７０のＣＰＵ７８により生成され、それらの画像が、スーパーインポーザ８２においてデコーダ７６から出力されるテレビカメラ１０の撮影映像に重畳されてＬＣＤ４０に表示されるようになっている。尚、ＬＣＤ４０の表示（表示内容）に関する制御はＣＰＵ７８により行われるものである。

一方、ＬＣＤ４０はタッチパネルを備えており、ＬＣＤ４０の画面４０ａに対して指先等が触れるタッチ操作が行われると、触れた位置（座標）を示す位置情報がＣＰＵ７８に与えられるようになっている。これにより、ＬＣＤ４０の画面４０ａに対して行われたタッチ操作の位置や操作の種類（タップ操作、ダブルタップ操作等）がＣＰＵ７８により検出されるようになっている。そして、その操作に従った処理がＣＰＵ７８により実行されるようになっている。

ＬＣＤ４０の画面４０ａにおける基本的な操作として、各ボタン３００〜３１０に予め割り当てられた指示を入力する操作や、ＡＦ枠２０４の範囲を指定する操作があり、前者の操作は、各ボタン３００〜３１０の位置を指先等でタップ操作するものである。後者のＡＦ枠２０４の範囲を指定する操作は、例えば、撮影映像が表示されたＬＣＤ４０の画面４０ａ上において、ＡＦ枠２０４を移動させたい位置をタップ操作すれば、その位置が中心となるようにＡＦ枠２０４を移動させることができる。また、ＡＦ枠２０４の頂点や辺を指先等でタッチしてそのままスライドするドラッグ操作によってドラッグ操作した位置までタッチした頂点や辺の位置を移動させてＡＦ枠２０４の大きさや形状を変更することができる。

尚、ＡＦ枠２０４の位置、大きさ、形状は、ＡＦ枠操作部６０（フォーカスデマンド２６）の位置操作部材１００、サイズ操作部材１０２、形状操作部材１０４の操作でも変更可能である。

ＬＣＤ４０の画面４０ａに表示されるメニュー画面（メニュー画像）について説明すると、図５において、”固定”と表示された固定モード選択ボタン３００、”物体追尾”と表示された物体追尾モード選択ボタン３０２、”顔検出”と表示された顔検出追尾モード選択ボタン３０４、”顔認識”と表示された顔認識追尾モード選択ボタン３０６は、ＡＦ枠の制御モードを選択するボタンであり、これらのボタン３００〜３０６のいずれかをタップ操作することで、固定モード、物体追尾モード、顔検出追尾モード、顔認識追尾モードのうちから所望のモードを選択することできるようになっている。

固定モード（マニュアルモード）は所望のＡＦ枠の範囲（位置、大きさ、形状）を操作者がマニュアル操作で指定し、その指定した位置にＡＦ枠を固定するモードである。所望のＡＦ枠の範囲を操作者がマニュアル操作で指定する方法として、ＬＣＤ４０の画面４０ａにおけるタッチ操作で行う方法以外に、ＡＦ枠操作部６０（図４のフォーカスデマンド２６）の位置操作部材１００、サイズ操作部材１０２、形状操作部材１０４の操作することも可能である。このようにして指定されたＡＦ枠の範囲は、ＡＦ枠情報としてＳＣＩ７０ａによりレンズ装置１２のレンズＣＰＵに送信され、ＡＦユニット６６におけるＡＦ枠として設定される。

物体追尾モードは、任意の種類の物体をＡＦ枠で追尾させるモードである。このモードでは、撮影映像に対して操作者が追尾対象としたい任意の物体の画像を含むようにＡＦ枠の範囲を指定すると、その範囲の物体が追尾対象として設定される。そして、その追尾対象の画像が基準パターンとして登録され、パターンマッチング処理演算ボード７２のＣＰＵ９０において、順次得られる撮影画像に対して、基準パターンに一致する画像範囲を検出するためのパターンマッチング処理が行われる。メインボード７０のＣＰＵ７８は、その基準パターンが検出された範囲をＡＦ枠の範囲として決定し、レンズ装置１２のレンズＣＰＵに送信する。尚、ＡＦ枠自動追尾を開始する際にレンズ装置１２においてＡＦによるフォーカス制御が行われていない場合（ＡＦモードとなっていない場合）には、ＡＦ枠自動追尾の開始と連動してＡＦの開始も指示される。

顔検出追尾モードは、任意の人物の顔をＡＦ枠で追尾させるモードである。このモードでは、まず、顔認識処理演算ボード７４のＣＰＵ９２において撮影画像の中から任意の人物の顔画像を検出するための周知の顔検出処理が行われる。そして、検出された顔画像の中から追尾対象とする顔画像を操作者が指定すると、その顔画像が追尾対象として設定される。以後、順次得られる撮影画像に対して顔認識処理演算ボード７４のＣＰＵ９２により顔検出処理が行われると共に、検出された顔画像の中から追尾対象の顔画像を特定する処理がメインボード７０のＣＰＵ７８により行われる。メインボード７０のＣＰＵ７８は、検出された追尾対象の顔画像の範囲をＡＦ枠の範囲として決定し、レンズ装置１２のレンズＣＰＵに送信する。

顔認識追尾モードは、事前に認証データとして登録した人物の顔をＡＦ枠で追尾させるモードである。このモードでは、図２に示したスロット１１５に装填されたデータカード１１４から追尾対象とする人物の顔の認証データが取り込まれる。そして、顔検出追尾モードと同様に顔認識処理演算ボード７４のＣＰＵ９２において顔検出処理が行われると共に、検出された顔画像の中から追尾対象の顔画像が認証データを用いた周知の顔認識処理により検出される。メインボード７０のＣＰＵ７８は、検出された追尾対象の顔画像の範囲をＡＦ枠の範囲として決定し、レンズ装置１２のレンズＣＰＵに送信する。

尚、図５において、”セット”と表示されたセットボタン３０８と、”リセット”と表示されたリセットボタン３１０は、ＡＦ枠自動追尾の開始と停止を指示するボタンであり、これらのボタン３０８、３１０は、ＡＦ枠自動追尾の開始又は停止の指示を操作者が行う制御モード（物体追尾モード、顔検出モード）が選択された場合にのみ表示される。尚、これらのセットボタン３０８とリセットボタン３１０は、ＡＦ枠操作部６０の追尾開始スイッチ１０８と追尾停止スイッチ１１０（図２及び図４参照）と同様に作用するボタンである。

本実施形態のオートフォーカスシステムでは、ビューファインダ３６に表示される撮影映像にＡＦ枠の画像が重骨されて表示されると共に、ＡＦ枠自動追尾機能が正常に動作しているか否かを示す情報、及び現在選択されているＡＦ枠自動追尾機能の動作モードを示す情報（以下、これらの情報をまとめて「ＡＦ枠自動追尾情報」という。）をビューファインダ３６に表示できるようになっている。以下、これを実現するための構成について説明する。

画像処理ユニット５８におけるメインボード７０のＣＰＵ７８は、前記ＡＦ枠自動追尾情報をレンズ装置１２のレンズＣＰＵに対して送出する機能を備えている。ＡＦ枠自動追尾機能が正常に動作しているか否かの判別は、例えば、上述したパターンマッチング処理や顔検出・顔認識処理の処理結果に基づいて行うようにすればよい。

ＣＰＵ７８からレンズＣＰＵに対するＡＦ枠自動追尾情報の送出タイミングは一定周期毎でもよいし、ＡＦ枠自動追尾機能の動作状態（追尾成功中／追尾失敗）や動作モードが変化したときのみ送出するようにしてもよい。また、レンズＣＰＵからＡＦ枠情報追尾情報の送信が要求された場合にのみ送出するようにしてもよい。

レンズ装置１２のレンズＣＰＵは、画像処理ユニット５８（メインボード７０のＣＰＵ７８）からＡＦ枠自動追尾情報を取得すると共に、レンズ装置１２とカメラ本体１４との間の通信を利用して、画像処理ユニット５８から取得したＡＦ枠自動追尾情報をカメラ本体１４に送出する機能を備えている。

一般に放送用又は業務用のテレビカメラシステムにおいては、レンズ装置１２とカメラ本体１４とは異なるメーカにより製造されるため、カメラ本体１４がビューファインダ３６にＡＦ枠自動追尾情報を表示させる機能を備えている場合と備えていない場合とがある。

そこで本実施形態のレンズＣＰＵは、カメラ本体１４からＡＦ枠自動追尾情報の送信要求があった場合に、カメラ本体１４がビューファインダ３６にＡＦ枠自動追尾情報を表示させる機能を備えていると判断して、ＡＦ枠自動追尾情報をカメラ本体１４に送信するようにしている。

カメラ本体１４がＡＦ枠自動追尾情報をビューファインダ３６に表示させる機能を備えているか否かの判断は、カメラ本体１４からＡＦ枠自動追尾情報の送信要求の有無による判断方法以外の方法で行ってもよい。例えば、レンズ装置１２又はそれに接続される各種操作部（フォーカス操作部５０、ＡＦ枠操作部６０等）に機械的又は電子的スイッチを設けておき、そのスイッチの状態に応じて前記機能の有無を判断するようにしてもよい。この場合、カメラ本体１４からＡＦ枠自動追尾情報の送信が要求されていなくても、レンズＣＰＵからカメラ本体１４にＡＦ枠自動追尾情報を送信するようにすることも可能である。

ビューファインダ３６にＡＦ枠自動追尾情報を表示させる機能を有するカメラ本体１４が用いられる場合には、カメラ本体１４は、レンズ装置１２との間の通信によりレンズ装置１２のレンズＣＰＵに対してＡＦ枠自動追尾情報を送信するように要求して、レンズＣＰＵからＡＦ枠自動追尾情報を取得する。なお、カメラ本体１４はレンズＣＰＵからＡＦ枠自動追尾情報と共にＡＦ枠情報も取得する。

カメラ本体１４の信号処理回路（ビューファインダ制御手段に相当）は、レンズＣＰＵから取得したＡＦ枠情報に基づいて、ビューファインダ３６に出力する撮影映像の映像信号にＡＦエリアの範囲（輪郭）を示すＡＦ枠の映像信号を合成して表示する。

更にカメラ本体１４の信号処理回路は、ＡＦ枠を表示する際、レンズＣＰＵから取得したＡＦ枠自動追尾情報に基づいて、ＡＦ枠自動追尾機能が正常に動作している場合（追尾成功中の場合）と正常に動作していない場合（追尾失敗の場合）とをカメラマンが識別できるようにビューファインダ３６に表示されるＡＦ枠の表示形態を変化させると共に、現在選択されているＡＦ枠自動追尾機能の動作モードを表示する。

ＡＦ枠の表示形態を変化させる方法は、ＡＦ枠自動追尾機能が正常に行われているか否かをカメラマンが識別可能であれば特に限定されるものではないが、例えば文字、図形、記号などを用いてＡＦ枠自動追尾情報を表示するようにしてもよい。

本実施形態では、カメラマンがＡＦ枠自動追尾機能の状態を容易に識別できるようにする観点から、ＡＦ枠の表示間隔、表示色、形状などを変化させる態様が好ましく用いられる。もちろん、これらの態様の一部又は全てを組み合わせてもよい。

ＡＦ枠の表示間隔を変化させる態様としては、例えば追尾成功中の場合にはＡＦ枠を点滅表示、追尾失敗の場合にはＡＦ枠を点灯表示（非点滅表示）させる。また、ＡＦ枠の表示色を変化させる態様としては、例えば追尾成功中の場合は緑色表示、追尾失敗の場合は赤色表示させる。また、ＡＦ枠の表示形状を変化させる態様としては、図６に示した例のように、追尾成功中の場合は（ａ）に示したＡＦ枠２０４Ａを表示、追尾失敗の場合は（ｂ）のＡＦ枠２０４Ｂを表示させる。

現在選択されているＡＦ枠自動追尾機能の動作モードの表示方法としては、カメラマンが容易に動作モードを把握できる方法であれば特に限定されるものではなく、例えば、ＡＦ枠の表示とは別に文字、図形、記号などを用いて表示するようにしてもよい。また、現在選択されている動作モードに応じてＡＦ枠の表示形態を変化させるようにしてもよい。

図６に示した例では、ＡＦ枠２０４Ａ、２０４Ｂの下側に「物体追尾」と文字表示されており、現在選択されているＡＦ枠自動追尾機能の動作モードが物体追尾モードであることが示されている。

一方、ビューファインダ３６にＡＦ枠自動追尾情報を表示させる機能を有さないカメラ本体１４が用いられる場合には、カメラ本体１４からレンズＣＰＵに対してＡＦ枠自動追尾情報の送信が要求されることがないため、レンズＣＰＵからカメラ本体１４にＡＦ枠自動追尾情報が誤って送信されることがない。

このように本実施形態のオートフォーカスシステムでは、ビューファインダ３６にＡＦ枠自動追尾情報を表示させる機能を有するカメラ本体１４が用いられる場合には、レンズ装置１２とカメラ本体１４との通信によりレンズＣＰＵから取得したＡＦ枠自動追尾情報に応じて、ビューファインダ３６に表示されるＡＦ枠の表示形態を変えると共に、現在選択されているＡＦ枠自動追尾機能の動作モードが表示されるようになっている。これにより、カメラマンは常時見ているビューファインダ３６でＡＦ枠自動追尾機能が正常に動作しているか否かを瞬時に判断することができると共に、現在選択されているＡＦ枠自動追尾機能の動作モードを容易に把握できるようになる。

また、ＡＦ枠自動追尾情報は既設ライン（画像処理ユニット５８とレンズ装置１２との間、及びレンズ装置１２とカメラ本体１４との間）を利用して送受信可能されるため、コストアップを抑えて簡易に実現することができる。

また、ビューファインダ３６にＡＦ枠自動追尾情報を表示させる機能を有さないカメラ本体１４が用いられる場合には、レンズ装置１２からカメラ本体１４にはＡＦ枠自動追尾情報は送出されないので、カメラ本体１４の誤動作を防止することができる。

以上、本発明のオートフォーカスシステムについて詳細に説明したが、本発明は、以上の例には限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変形を行ってもよいのはもちろんである。

１…オートフォーカスシステム、１０…テレビカメラ、１２…レンズ装置、１４…カメラ本体、２６…フォーカスデマンド、３６…ビューファインダ、４０…タッチパネル付き液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、５０…フォーカス操作部、５８…画像処理ユニット、６０…ＡＦ枠操作部、６６…ＡＦユニット、６８…ダウンコンバータ、７０…メインボード、７２…パターンマッチング処理演算ボード、７４…顔認識処理演算ボード、７６…デコーダ、７８、９０、９２…ＣＰＵ、８２…スーパーインポーザ、１１４…データカード、１１５…スロット、２００…ＡＦエリア、２０４…ＡＦ枠、３００…固定モード選択ボタン、３０２…物体追尾モード選択ボタン、３０４…顔検出追尾モード選択ボタン、３０６…顔認識追尾モード選択ボタン、３０８…セットボタン、３１０…リセットボタン

Claims

光学系により結像された被写体像を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段により撮像された撮影画像のうち、所定のＡＦ枠の範囲の被写体にピントが合うように前記光学系のフォーカス調整を行うオートフォーカス手段と、
所定の追尾対象の被写体にピントが合うように前記ＡＦ枠を前記追尾対象の被写体に自動追尾させるＡＦ枠自動追尾手段と、
前記撮像手段により撮像された撮影画像を表示するビューファインダの表示を制御するビューファインダ制御手段と、
前記ビューファインダに前記ＡＦ枠を表示させるためのＡＦ枠情報を前記ビューファインダ制御手段に出力するＡＦ枠情報出力手段と、
前記ＡＦ枠自動追尾手段による前記ＡＦ枠の自動追尾が正常に行われているか否かを示す情報、及び前記ＡＦ枠自動追尾手段の動作モードを含むＡＦ枠自動追尾情報を前記ビューファインダ制御手段に出力する自動追尾情報出力手段と、
を備えたことを特徴とするオートフォーカスシステム。
前記ビューファインダ制御手段は、前記ＡＦ枠自動追尾情報に基づいて、前記ＡＦ枠の表示形態を変えると共に前記ＡＦ枠自動追尾手段の動作モードを表示することを特徴とする請求項１に記載のオートフォーカスシステム。
前記ビューファインダ制御手段は、前記ＡＦ枠自動追尾手段の動作モードを文字、図形、又は記号を用いて表示することを特徴とする請求項２に記載のオートフォーカスシステム。
前記ビューファインダ制御手段は、前記対ＡＦ枠自動追尾手段による前記ＡＦ枠の自動追尾が正常に行われている場合と正常に行われていない場合とで識別できるように、前記ビューファインダに前記ＡＦ枠を異なる態様で表示させることを特徴とする請求項２又は３に記載のオートフォーカスシステム。
前記自動追尾情報出力手段は、前記ビューファインダ制御手段が前記ＡＦ枠自動追尾情報に応じて前記ＡＦ枠の表示形態を変える機能を有していない場合には、前記ビューファインダに前記ＡＦ枠自動追尾情報を出力しないようにすることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のオートフォーカスシステム。