JP2605004B2 - カメラにおける自動追尾装置 - Google Patents
カメラにおける自動追尾装置Info
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- JP2605004B2 JP2605004B2 JP59108189A JP10818984A JP2605004B2 JP 2605004 B2 JP2605004 B2 JP 2605004B2 JP 59108189 A JP59108189 A JP 59108189A JP 10818984 A JP10818984 A JP 10818984A JP 2605004 B2 JP2605004 B2 JP 2605004B2
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S3/00—Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received
- G01S3/78—Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received using electromagnetic waves other than radio waves
- G01S3/782—Systems for determining direction or deviation from predetermined direction
- G01S3/785—Systems for determining direction or deviation from predetermined direction using adjustment of orientation of directivity characteristics of a detector or detector system to give a desired condition of signal derived from that detector or detector system
- G01S3/786—Systems for determining direction or deviation from predetermined direction using adjustment of orientation of directivity characteristics of a detector or detector system to give a desired condition of signal derived from that detector or detector system the desired condition being maintained automatically
- G01S3/7864—T.V. type tracking systems
- G01S3/7865—T.V. type tracking systems using correlation of the live video image with a stored image
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- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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- H04N23/60—Control of cameras or camera modules
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- Remote Sensing (AREA)
- Focusing (AREA)
- Automatic Focus Adjustment (AREA)
- Closed-Circuit Television Systems (AREA)
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調節装置において，移動する被写体
に対する自動追尾装置に関し、とくに追尾視野を安定に
移動させる手段に関する。
点検出又は自動焦点調節装置において，移動する被写体
に対する自動追尾装置に関し、とくに追尾視野を安定に
移動させる手段に関する。
（背景技術） ビデオカメラの映像信号を利用する自動焦点検出装置
については、例えば米国特許第2,831,057号明細書、特
公昭39-5265号公報又は特公昭46-17172号公報等多くの
提案がなされている。
については、例えば米国特許第2,831,057号明細書、特
公昭39-5265号公報又は特公昭46-17172号公報等多くの
提案がなされている。
また上記の方式中のひとつであるいわゆる山登り制御
方式については「NHK技術研究」第17巻第１号（通巻第8
6号）（昭和40年発行）の21頁石田ほかによる「山登り
サーボ方式によるテレビカメラの自動焦点調整」の論文
に、またこの山登り制御と後玉フォーカス駆動レンズと
を組み合わせた方式については昭和57年11月29日のテレ
ビジョン学会技術報告で半間ほかにより「輪郭検出オー
トフォーカス方式」としてそれぞれ詳細に発表されてい
る。
方式については「NHK技術研究」第17巻第１号（通巻第8
6号）（昭和40年発行）の21頁石田ほかによる「山登り
サーボ方式によるテレビカメラの自動焦点調整」の論文
に、またこの山登り制御と後玉フォーカス駆動レンズと
を組み合わせた方式については昭和57年11月29日のテレ
ビジョン学会技術報告で半間ほかにより「輪郭検出オー
トフォーカス方式」としてそれぞれ詳細に発表されてい
る。
ところで、この種の装置では、第１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
下目標被写体という）（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、目標被写体である人物が
ぼけてしまうという欠点がある。なお第１図及び後記第
２図は、無視差の自動焦点調節装置を具えるカメラで測
距した場合の画面を示すものである。
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
下目標被写体という）（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、目標被写体である人物が
ぼけてしまうという欠点がある。なお第１図及び後記第
２図は、無視差の自動焦点調節装置を具えるカメラで測
距した場合の画面を示すものである。
（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、設定された追尾
視野を被追尾被写体の移動に追尾して安定に移動させる
ことができる自動追尾装置を提供することを目的とす
る。
解消し、移動する被写体について自動的にその移動を検
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、設定された追尾
視野を被追尾被写体の移動に追尾して安定に移動させる
ことができ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２図ないし第７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、この発明を適用した自
動追尾焦点検出機能の概要及びこの発明の自動追尾装置
の実施例の順序で行う。なおこの発明を実施するに当た
り、被写体の特徴抽出は、上記の色信号情報のみなら
ず、輝度信号情報、さらに形状、温度又は被写体中の特
徴あるコントラスト等その他の情報を利用して行うこと
ができる。
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、この発明を適用した自
動追尾焦点検出機能の概要及びこの発明の自動追尾装置
の実施例の順序で行う。なおこの発明を実施するに当た
り、被写体の特徴抽出は、上記の色信号情報のみなら
ず、輝度信号情報、さらに形状、温度又は被写体中の特
徴あるコントラスト等その他の情報を利用して行うこと
ができる。
（この発明を適用した自動追尾焦点検出機能の概要）
（第２図〜第５図） 先ず、この発明を適用した自動追尾焦点検出機能の一
例についてその概要を説明すると、第１図（Ａ）の状態
にあった目標被写体（人物）が第２図（Ａ）に示すよう
に同一距離のまま画面右上方へ移動すると、後述の追尾
手段により、被写体の移動を自動的に検出し、測距視野
を第２図（Ａ）に示すように被写体の移動に追尾して移
動させ、この移動位置で焦点検出ないし焦点調節を行う
ものである。すなわち、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。したがっ
て、第２図は、被写体の移動と追尾視野の移動との関係
を示すものとみなすこともできる。なお追尾視野は被写
体の移動を判定する手段のひとつであって、通常は、測
距視野のようにファインダ画面等に表示し、これを介し
て被写体が観察されることはない。また追尾視野を仮り
に画面上に表示したとすれば、前述のように追尾視野と
測定視野とは画面上同じ位置関係で表示されるが、これ
らの大きさは、必要に応じ、追尾視野又は測距視野のど
ちらを大きくすることもできる。
（第２図〜第５図） 先ず、この発明を適用した自動追尾焦点検出機能の一
例についてその概要を説明すると、第１図（Ａ）の状態
にあった目標被写体（人物）が第２図（Ａ）に示すよう
に同一距離のまま画面右上方へ移動すると、後述の追尾
手段により、被写体の移動を自動的に検出し、測距視野
を第２図（Ａ）に示すように被写体の移動に追尾して移
動させ、この移動位置で焦点検出ないし焦点調節を行う
ものである。すなわち、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。したがっ
て、第２図は、被写体の移動と追尾視野の移動との関係
を示すものとみなすこともできる。なお追尾視野は被写
体の移動を判定する手段のひとつであって、通常は、測
距視野のようにファインダ画面等に表示し、これを介し
て被写体が観察されることはない。また追尾視野を仮り
に画面上に表示したとすれば、前述のように追尾視野と
測定視野とは画面上同じ位置関係で表示されるが、これ
らの大きさは、必要に応じ、追尾視野又は測距視野のど
ちらを大きくすることもできる。
第２図（Ａ）では、距離が同一であるから、撮影レン
ズのうちの合焦レンズを調整することはないが、同図
（Ｂ）では、被写体が画面内の右上方へ移動するととも
に距離も変化するので、測距の結果に従って合焦レンズ
が移動する。したがって、後述の追尾ゲート大きさ決定
手段により追尾視野の大きさを変化させ、つねにその被
写体に適した大きさに保ち、その状態で焦点検出ないし
焦点調節を行う。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、上記の追尾作用は、カメラが固定
されて被写体が移動する場合のほか、逆に被写体が停止
してカメラが移動する場合、あるいは両者がともに移動
する場合にも有効に機能し、また追尾視野の大きさは、
被写体距離が変化する場合のほか、レンズの焦点距離を
変える場合にも調整することができる。
ズのうちの合焦レンズを調整することはないが、同図
（Ｂ）では、被写体が画面内の右上方へ移動するととも
に距離も変化するので、測距の結果に従って合焦レンズ
が移動する。したがって、後述の追尾ゲート大きさ決定
手段により追尾視野の大きさを変化させ、つねにその被
写体に適した大きさに保ち、その状態で焦点検出ないし
焦点調節を行う。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、上記の追尾作用は、カメラが固定
されて被写体が移動する場合のほか、逆に被写体が停止
してカメラが移動する場合、あるいは両者がともに移動
する場合にも有効に機能し、また追尾視野の大きさは、
被写体距離が変化する場合のほか、レンズの焦点距離を
変える場合にも調整することができる。
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３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位
置す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４図に示すように、それぞれ、積分回路100a,100
b、サンプルホールド（S/H）回路101a,101b及びA/D変換
回路102a,102b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103a,103b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）の直交座標上にプロット
すると、例えば第５図に示すように表示される。図でＡ
0,B0及びＣ0の各点は、それぞれ、第３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Ａ0とＣ0
とは、色差信号座標上の位置が異っている。
あるが、説明を簡単にするために、ここでは第３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位
置す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４図に示すように、それぞれ、積分回路100a,100
b、サンプルホールド（S/H）回路101a,101b及びA/D変換
回路102a,102b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103a,103b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）の直交座標上にプロット
すると、例えば第５図に示すように表示される。図でＡ
0,B0及びＣ0の各点は、それぞれ、第３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Ａ0とＣ0
とは、色差信号座標上の位置が異っている。
次に、第３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５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３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＝Ｂ0とする。この場合、第５図に示すように、点Ｃ
1は点Ｂ0（＝Ｂ1）に近づき、点Ａ1は点Ｂ0（＝Ｂ1）か
ら遠ざかるので、線分Ｂ1Ｃ1は線分Ｂ0Ｃ0より小さくな
り、線分Ａ1Ｂ1は線分Ａ0Ｂ0より大きくなる。逆に、線
分Ｂ1Ｃ1が線分Ｂ0Ｃ0より大きくなり、線分Ａ1Ｂ1が線
分Ａ0Ｂ0より小さくなる場合は、被写体が第３図（Ｂ）
で左方向へ移動していることになる。なお被写体の左側
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３図（Ｂ）の右方向へ移動するとき上記の点Ａ1は
線分Ａ0Ｂ0の延長線上に位置を占め、点Ｃ1は線分Ｂ0Ｃ
0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。
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５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３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＝Ｂ0とする。この場合、第５図に示すように、点Ｃ
1は点Ｂ0（＝Ｂ1）に近づき、点Ａ1は点Ｂ0（＝Ｂ1）か
ら遠ざかるので、線分Ｂ1Ｃ1は線分Ｂ0Ｃ0より小さくな
り、線分Ａ1Ｂ1は線分Ａ0Ｂ0より大きくなる。逆に、線
分Ｂ1Ｃ1が線分Ｂ0Ｃ0より大きくなり、線分Ａ1Ｂ1が線
分Ａ0Ｂ0より小さくなる場合は、被写体が第３図（Ｂ）
で左方向へ移動していることになる。なお被写体の左側
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３図（Ｂ）の右方向へ移動するとき上記の点Ａ1は
線分Ａ0Ｂ0の延長線上に位置を占め、点Ｃ1は線分Ｂ0Ｃ
0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。
（この発明の自動追尾装置の実施例）（第６図、第７
図） 第６図は、この発明の自動車追尾装置の一実施例を示
し、図において撮影光学系は、合焦レンズ１、ズーム系
レンズ２、絞り３及びリレーレンズ４からなり、被写体
像は撮像素子５（例えばC.C.D.）上で受光される。６は
クロック信号発生回路であり、その出力は分周器７で所
要の比率に分周され、この分周出力が後述の撮像素子駆
動回路８、追尾ゲート設定回路11及び測距ゲート設定回
路16に付与される。撮像素子５は、撮像素子駆動回路８
により駆動されて時系列信号が出力され、この出力は信
号処理回路９で所要の同期信号合成、変調及び補正処理
を受け、出力ビデオ信号例えばNTSC信号が形成される。
これらの処理は、当業者に周知であるので、その詳細な
説明を省略する。なお以下の説明では、出力ビデオ信号
がNTSC信号であるとする。
図） 第６図は、この発明の自動車追尾装置の一実施例を示
し、図において撮影光学系は、合焦レンズ１、ズーム系
レンズ２、絞り３及びリレーレンズ４からなり、被写体
像は撮像素子５（例えばC.C.D.）上で受光される。６は
クロック信号発生回路であり、その出力は分周器７で所
要の比率に分周され、この分周出力が後述の撮像素子駆
動回路８、追尾ゲート設定回路11及び測距ゲート設定回
路16に付与される。撮像素子５は、撮像素子駆動回路８
により駆動されて時系列信号が出力され、この出力は信
号処理回路９で所要の同期信号合成、変調及び補正処理
を受け、出力ビデオ信号例えばNTSC信号が形成される。
これらの処理は、当業者に周知であるので、その詳細な
説明を省略する。なお以下の説明では、出力ビデオ信号
がNTSC信号であるとする。
信号処理回路９は、同時に、色差信号（Ｒ−Ｙ）及び
（Ｂ−Ｙ）を追尾ゲート（追尾視野に対応する）設定回
路11及び測距ゲート設定回路16に出力する。追尾ゲート
設定回路11の出力は色検出回路12に供給されて、被写体
の色が検出され、これが例えば不図示のスイッチ等の手
動による機械的入力手段を介してメモリ13に記憶され
る。なお色検出回路12は、第４図に示す積分回路100、
サンプルホールド回路101及びA/D変換回路102を含むも
のである。上記の処理は、テレビジョン信号の１フィー
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フィールドの期間に処理されるとして説明す
る。
（Ｂ−Ｙ）を追尾ゲート（追尾視野に対応する）設定回
路11及び測距ゲート設定回路16に出力する。追尾ゲート
設定回路11の出力は色検出回路12に供給されて、被写体
の色が検出され、これが例えば不図示のスイッチ等の手
動による機械的入力手段を介してメモリ13に記憶され
る。なお色検出回路12は、第４図に示す積分回路100、
サンプルホールド回路101及びA/D変換回路102を含むも
のである。上記の処理は、テレビジョン信号の１フィー
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フィールドの期間に処理されるとして説明す
る。
次の１フィールドでは、新たに抽出された信号とメモ
リ13に記憶されている信号とが移動判定回路14で比較さ
れ、被写体の移動の有無及び被写体が移動する場合の移
動方向が検知される。移動があった場合には、ゲート移
動回路15によって追尾ゲート設定回路11を制御して追尾
視野を移動させ、次の１フィールドで同様の演算を行
い、以後追尾が完了するまで上記の処理をくり返す。
リ13に記憶されている信号とが移動判定回路14で比較さ
れ、被写体の移動の有無及び被写体が移動する場合の移
動方向が検知される。移動があった場合には、ゲート移
動回路15によって追尾ゲート設定回路11を制御して追尾
視野を移動させ、次の１フィールドで同様の演算を行
い、以後追尾が完了するまで上記の処理をくり返す。
追尾が完了した時点でゲート移動回路15によって、測
距ゲート設定回路16により設定される測距視野を追尾視
野と同じ関係位置に設定し、この測距視野内の映像信号
（信号処理回路９の出力）を用いて自動焦点調節（AF）
回路17で、例えば山登り制御等の高地の手段によって焦
点検出を行い、その出力によってモータＭを駆動し、合
焦レンズ１の位置を制御する。
距ゲート設定回路16により設定される測距視野を追尾視
野と同じ関係位置に設定し、この測距視野内の映像信号
（信号処理回路９の出力）を用いて自動焦点調節（AF）
回路17で、例えば山登り制御等の高地の手段によって焦
点検出を行い、その出力によってモータＭを駆動し、合
焦レンズ１の位置を制御する。
第６図において、Ｐ1は合焦レンズ１の位置（被写体
距離に相当する）の絶対位置を検出するポジションセン
サ、Ｐ2はズーム系レンズ２の位置（焦点距離に相当す
る）の絶対位置を検出するポジションセンサであり、こ
れらの信号に基づいて追尾ゲート大きさ決定回路10が追
尾ゲート設定回路11及び測距ゲート設定回路16を制御
し、それぞれ追尾視野及び測距視野の大きさを定める。
いま、撮影レンズの焦点距離をｆ、被写体距離をＲ、撮
像面の長手方向の寸法をｙ、追尾視野長（第３図（Ａ）
の画素A,B,Cの合計の長さ）をｌ、追尾視野長の被写体
上での長さをＷ、l/y＝ｋとおくと、ｋ＝fW/Ryで与えら
れる。数値例を掲げると、ｆ＝30mm、Ｒ＝5000mm、ｙ＝
8.8mmとし、追尾被写体が大人の場合としてＷ＝500mmと
すると ｋ＝0.34 となる。ここでｙは撮像素子例えばC.C.D.の大きさによ
って、Ｗは被追尾被写体によって定まるので、ポジショ
ンセンサＰ1、Ｐ2の出力値から上記の式によりｋを追尾
ゲート大きさ決定回路10で演算すれば、つねに被写体に
対して最適の大きさの追尾視野が得られる。
距離に相当する）の絶対位置を検出するポジションセン
サ、Ｐ2はズーム系レンズ２の位置（焦点距離に相当す
る）の絶対位置を検出するポジションセンサであり、こ
れらの信号に基づいて追尾ゲート大きさ決定回路10が追
尾ゲート設定回路11及び測距ゲート設定回路16を制御
し、それぞれ追尾視野及び測距視野の大きさを定める。
いま、撮影レンズの焦点距離をｆ、被写体距離をＲ、撮
像面の長手方向の寸法をｙ、追尾視野長（第３図（Ａ）
の画素A,B,Cの合計の長さ）をｌ、追尾視野長の被写体
上での長さをＷ、l/y＝ｋとおくと、ｋ＝fW/Ryで与えら
れる。数値例を掲げると、ｆ＝30mm、Ｒ＝5000mm、ｙ＝
8.8mmとし、追尾被写体が大人の場合としてＷ＝500mmと
すると ｋ＝0.34 となる。ここでｙは撮像素子例えばC.C.D.の大きさによ
って、Ｗは被追尾被写体によって定まるので、ポジショ
ンセンサＰ1、Ｐ2の出力値から上記の式によりｋを追尾
ゲート大きさ決定回路10で演算すれば、つねに被写体に
対して最適の大きさの追尾視野が得られる。
第７図は、前述の色検出回路12、メモリ13及び移動判
定回路14の詳細を示すものであって、第６図の追尾ゲー
ト設定回路11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21により
第５図の（Ｒ−Ｙ）及び（Ｂ−Ｙ）座標上の線分Ａ0Ｂ0
の長さＤA0・B0が求められ、メモリ22に記憶される。次
のフィールドの信号から、同様にしてＤA1・B1又はＤ
A1・B0が求められる。ここで、簡単のためにＢ1＝Ｂ0で
ある場合を考えると、 ＤA1・B1＝ＤA1・B0 であり、割算器23で ＤA1・B1/DA0・B0 が算出される。この値が、しきい値設定器24が設定する
第１のしきい値と比較回路25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14に“1"を出力する。同
様にして、距離演算回路31から比較回路35までの回路に
よって ＤC1・B1/DC0・B0 が算出され、これに第２のしきい値を超える変化がある
と比較回路35から移動判定回路14に“1"を出力する。具
体的な数値例について説明すると、第５図に示す設例で
は、第１及び第２のしきい値をともに２として、 ＤA1・B1/DA0・B0＝2.2, ＤC1・B1/DC0・B0＝0.36 であるので、比較回路25のみが“1"を出力する。この場
合は、移動判定回路14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１水平走査周期の1/125程
度）だけ遅らせる信号を発生する。逆に比較回路35のみ
が“1"を出力する場合は、移動判定回路14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３図で左方向へ移動した場合で
ある。したがって、比較回路25又は35の出力“1"に応じ
て移動判定回路14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15が前述のようにゲート設定回路11
及び16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、その位置で焦点検出
を行うことができる。
定回路14の詳細を示すものであって、第６図の追尾ゲー
ト設定回路11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21により
第５図の（Ｒ−Ｙ）及び（Ｂ−Ｙ）座標上の線分Ａ0Ｂ0
の長さＤA0・B0が求められ、メモリ22に記憶される。次
のフィールドの信号から、同様にしてＤA1・B1又はＤ
A1・B0が求められる。ここで、簡単のためにＢ1＝Ｂ0で
ある場合を考えると、 ＤA1・B1＝ＤA1・B0 であり、割算器23で ＤA1・B1/DA0・B0 が算出される。この値が、しきい値設定器24が設定する
第１のしきい値と比較回路25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14に“1"を出力する。同
様にして、距離演算回路31から比較回路35までの回路に
よって ＤC1・B1/DC0・B0 が算出され、これに第２のしきい値を超える変化がある
と比較回路35から移動判定回路14に“1"を出力する。具
体的な数値例について説明すると、第５図に示す設例で
は、第１及び第２のしきい値をともに２として、 ＤA1・B1/DA0・B0＝2.2, ＤC1・B1/DC0・B0＝0.36 であるので、比較回路25のみが“1"を出力する。この場
合は、移動判定回路14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１水平走査周期の1/125程
度）だけ遅らせる信号を発生する。逆に比較回路35のみ
が“1"を出力する場合は、移動判定回路14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３図で左方向へ移動した場合で
ある。したがって、比較回路25又は35の出力“1"に応じ
て移動判定回路14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15が前述のようにゲート設定回路11
及び16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、その位置で焦点検出
を行うことができる。
上記のように、第６図及び第７図に示すこの発明の実
施例では、距離演算回路21,31の出力である ＤA1・B1及びＤC1・B1 とメモリ22,32の出力である。
施例では、距離演算回路21,31の出力である ＤA1・B1及びＤC1・B1 とメモリ22,32の出力である。
ＤA0・B0及びＤC0・B0 とをそれぞれ割算器23,33で比較し、それらの値がしき
い値設定器24,34で設定されるしきい値を超える大きさ
であるとき比較回路25又は35より“1"を移動判定回路14
に出力して被写体の移動を判定するので、追尾動作が安
定であり、ハンチングやオーバーシュートを生ずるおそ
れがない。なお上記のしきい値設定器24,34で設定され
るしきい値は、被写体の移動態様や撮影者の選択に応じ
て可変に設定することを可とし、これにより移動に対す
る不感帯を変更することができる。
い値設定器24,34で設定されるしきい値を超える大きさ
であるとき比較回路25又は35より“1"を移動判定回路14
に出力して被写体の移動を判定するので、追尾動作が安
定であり、ハンチングやオーバーシュートを生ずるおそ
れがない。なお上記のしきい値設定器24,34で設定され
るしきい値は、被写体の移動態様や撮影者の選択に応じ
て可変に設定することを可とし、これにより移動に対す
る不感帯を変更することができる。
以上述べたように、本発明によれば、撮影レンズによ
って撮像面に結像された被写体像を光電変換して撮像信
号を出力する撮像手段と、前記撮像面内において、複数
の領域からなる追尾視野を設定する設定手段と、前記追
尾視野内における前記撮像信号中より、前記複数の領域
からそれぞれ得られる平均色信号成分の所定の色信号座
標上における位置を、前記追尾視野内における被写体像
の特徴として抽出する抽出手段と、前記抽出手段によっ
て抽出された前記追尾視野内における前記被写体像の特
徴を表す、前記色信号座標上における前記各領域内にお
ける平均色信号成分の位置の情報を記憶する記憶手段
と、前記記憶手段に記憶された前記被写体像の特徴を表
す前記各領域内における平均色信号成分の前記色信号座
標上における位置の情報に基づいて、前記領域間の前記
色信号座標上における距離をもとめ、前記抽出手段より
新たに抽出された前記被写体像の特徴を表す前記各領域
内における平均色信号成分の前記色信号座標上における
位置の情報に基づいて、前記領域間の前記色信号座標上
における距離をもとめ、前記２つの距離を比較して、そ
の比がしきい値を越えたことに基づいて、前記被写体像
と前記追尾視野との相対的な移動の有無およびその方向
を検出する検出手段と、前記しきい値を可変するしきい
値変更手段と、前記検出手段の出力に基づいて前記設定
手段を制御し、前記追尾視野の前記撮像面内における設
定位置を移動することにより、前記追尾視野を前記被写
体像の移動に追従させて移動する制御手段と、前記追尾
視野の設定位置に測距視野を設定するとともに、該測距
視野内に相当する前記撮像信号中より焦点状態に応じて
変化する焦点信号を抽出して前記撮影レンズの焦点調節
を行う焦点調節手段とを備え、前記撮像手段より出力さ
れた撮像信号に基づいて、前記撮像面内における前記被
写体像に対する追尾動作と、前記被写体に対する焦点調
節動作とを並行して行い得るように構成するとともに、
前記しきい値変更手段によって被写体の移動に対する前
記検出手段の不感帯を変更し得るように構成したので、
撮影状態に応じて被写体の移動に対する不感帯を可変し
て最適な追尾性能を引き出すことができ、ノイズ等の影
響を受けることなく、追尾射出を被写体の移動に追尾さ
せ、ハンチングやオーバーシュートを生じることなく安
定に且つ高精度に移動させることができるとともに、被
写体の移動を追尾しながらこれに焦点を合わせ続けるこ
とができる。
って撮像面に結像された被写体像を光電変換して撮像信
号を出力する撮像手段と、前記撮像面内において、複数
の領域からなる追尾視野を設定する設定手段と、前記追
尾視野内における前記撮像信号中より、前記複数の領域
からそれぞれ得られる平均色信号成分の所定の色信号座
標上における位置を、前記追尾視野内における被写体像
の特徴として抽出する抽出手段と、前記抽出手段によっ
て抽出された前記追尾視野内における前記被写体像の特
徴を表す、前記色信号座標上における前記各領域内にお
ける平均色信号成分の位置の情報を記憶する記憶手段
と、前記記憶手段に記憶された前記被写体像の特徴を表
す前記各領域内における平均色信号成分の前記色信号座
標上における位置の情報に基づいて、前記領域間の前記
色信号座標上における距離をもとめ、前記抽出手段より
新たに抽出された前記被写体像の特徴を表す前記各領域
内における平均色信号成分の前記色信号座標上における
位置の情報に基づいて、前記領域間の前記色信号座標上
における距離をもとめ、前記２つの距離を比較して、そ
の比がしきい値を越えたことに基づいて、前記被写体像
と前記追尾視野との相対的な移動の有無およびその方向
を検出する検出手段と、前記しきい値を可変するしきい
値変更手段と、前記検出手段の出力に基づいて前記設定
手段を制御し、前記追尾視野の前記撮像面内における設
定位置を移動することにより、前記追尾視野を前記被写
体像の移動に追従させて移動する制御手段と、前記追尾
視野の設定位置に測距視野を設定するとともに、該測距
視野内に相当する前記撮像信号中より焦点状態に応じて
変化する焦点信号を抽出して前記撮影レンズの焦点調節
を行う焦点調節手段とを備え、前記撮像手段より出力さ
れた撮像信号に基づいて、前記撮像面内における前記被
写体像に対する追尾動作と、前記被写体に対する焦点調
節動作とを並行して行い得るように構成するとともに、
前記しきい値変更手段によって被写体の移動に対する前
記検出手段の不感帯を変更し得るように構成したので、
撮影状態に応じて被写体の移動に対する不感帯を可変し
て最適な追尾性能を引き出すことができ、ノイズ等の影
響を受けることなく、追尾射出を被写体の移動に追尾さ
せ、ハンチングやオーバーシュートを生じることなく安
定に且つ高精度に移動させることができるとともに、被
写体の移動を追尾しながらこれに焦点を合わせ続けるこ
とができる。
また常に焦点の合った状態で被写体の移動を検出でき
るため追尾精度を向上することができるという相乗効果
を得ることができる。
るため追尾精度を向上することができるという相乗効果
を得ることができる。
第１図は従来のカメラにおける測距視野と被写体像との
関係を示すもので同図（Ａ）は測距視野と被写体像とが
一致している場合，同図（Ｂ）は被写体が移動した場合
をそれぞれ示す説明図、第２図はこの発明を実施したカ
メラにおける測距視野と被写体像との関係を示すもので
同図（Ａ）は被写体が同一距離で画面内を移動した場
合、同図（Ｂ）は被写体が画面内を移動し、かつその距
離が遠ざかった場合をそれぞれ示す説明図、第３図
（Ａ）はこの発明を実施した自動追尾装置において追尾
視野を分割した場合の追尾視野と被写体像との関係を示
す説明図、同図（Ｂ）は同図（Ａ）において被写体が画
面内を移動した状態を示す説明図、第４図は第３図の分
割された視野から得られる信号を処理する装置のブロッ
ク図、第５図は第４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６図はこの
発明の自動追尾装置の一実施例における光学系及び電気
制御系を組み合わせて示すブロック図、第７図は第６図
の装置の要部の詳細を示すブロック図である。 符号の説明 1:合焦レンズ、2:ズーム系レンズ、5:撮像素子、8:撮像
素子駆動回路、9:信号処理回路、11:追尾ゲート設定回
路、12:色検出回路、13:メモリ、14:移動判定回路、15:
ゲート移動回路、16:測距ゲート設定回路、17:自動焦点
調節回路。
関係を示すもので同図（Ａ）は測距視野と被写体像とが
一致している場合，同図（Ｂ）は被写体が移動した場合
をそれぞれ示す説明図、第２図はこの発明を実施したカ
メラにおける測距視野と被写体像との関係を示すもので
同図（Ａ）は被写体が同一距離で画面内を移動した場
合、同図（Ｂ）は被写体が画面内を移動し、かつその距
離が遠ざかった場合をそれぞれ示す説明図、第３図
（Ａ）はこの発明を実施した自動追尾装置において追尾
視野を分割した場合の追尾視野と被写体像との関係を示
す説明図、同図（Ｂ）は同図（Ａ）において被写体が画
面内を移動した状態を示す説明図、第４図は第３図の分
割された視野から得られる信号を処理する装置のブロッ
ク図、第５図は第４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６図はこの
発明の自動追尾装置の一実施例における光学系及び電気
制御系を組み合わせて示すブロック図、第７図は第６図
の装置の要部の詳細を示すブロック図である。 符号の説明 1:合焦レンズ、2:ズーム系レンズ、5:撮像素子、8:撮像
素子駆動回路、9:信号処理回路、11:追尾ゲート設定回
路、12:色検出回路、13:メモリ、14:移動判定回路、15:
ゲート移動回路、16:測距ゲート設定回路、17:自動焦点
調節回路。
フロントページの続き (72)発明者 藤原 昭広 川崎市高津区下野毛770番地 キヤノン 株式会社玉川事業所内 (72)発明者 網蔵 孝 川崎市高津区下野毛770番地 キヤノン 株式会社玉川事業所内 (72)発明者 金田 直也 川崎市高津区下野毛770番地 キヤノン 株式会社玉川事業所内 (72)発明者 武井 正弘 川崎市高津区下野毛770番地 キヤノン 株式会社玉川事業所内 (56)参考文献 特開 昭57−183186（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−132213（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−126392（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−37414（ＪＰ，Ａ) 特開 昭48−79626（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】撮影レベルによって撮像面に結像された被
写体像を光電変換して撮像信号を出力する撮像手段と、 前記撮像面内において、複数の領域からなる追尾視野を
設定する設定手段と、 前記追尾視野内における前記撮像信号中より、前記複数
の領域からそれぞれ得られる平均色信号成分の所定の色
信号座標上における位置を、前記追尾視野内における被
写体像の特徴として抽出する抽出手段と、 前記抽出手段によって抽出された前記追尾視野内におけ
る前記被写体像の特徴を表す、前記色信号座標上におけ
る前記各領域内における平均色信号成分の位置の情報を
記憶する記憶手段と、 前記記憶手段に記憶された前記被写体像の特徴を表す前
記各領域内における平均色信号成分の前記色信号座標上
における位置の情報に基づいて、前記領域間の前記色信
号座標上における距離をもとめ、前記抽出手段より新た
に抽出された前記被写体像の特徴を表す前記各領域内に
おける平均色信号成分の前記色信号座標上における位置
の情報に基づいて、前記領域間の前記色信号座標上にお
ける距離をもとめ、前記２つの距離を比較して、その比
がしきい値を越えたことに基づいて、前記被写体像と前
記追尾視野との相対的な移動の有無およびその方向を検
出する検出手段と、 前記しきい値を可変するしきい値変更手段と、 前記検出手段の出力に基づいて前記設定手段を制御し、
前記追尾視野の前記撮像面内における設定位置を移動す
ることにより、前記追尾視野を前記被写体像の移動に追
従させて移動する制御手段と、 前記追尾視野の設定位置に測距視野を設定するととも
に、該測距視野内に相当する前記撮像信号中より焦点状
態に応じて変化する焦点信号を抽出して前記撮影レンズ
の焦点調節を行う焦点調節手段とを備え、 前記撮像手段より出力された撮像信号に基づいて、前記
撮像面内における前記被写体像に対する追尾動作と、前
記被写体に対する焦点調節動作とを並行して行い得るよ
うに構成するとともに、前記しきい値変更手段によって
被写体の移動に対する前記検出手段の不感帯を変更し得
るように構成したことを特徴とするカメラにおける自動
追尾装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59108189A JP2605004B2 (ja) | 1984-05-28 | 1984-05-28 | カメラにおける自動追尾装置 |
| US07/569,371 US5031049A (en) | 1984-05-25 | 1990-08-14 | Automatic object image follow-up device |
| US07/860,289 US5204749A (en) | 1984-05-25 | 1992-03-20 | Automatic follow-up focus detecting device and automatic follow-up device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59108189A JP2605004B2 (ja) | 1984-05-28 | 1984-05-28 | カメラにおける自動追尾装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60250318A JPS60250318A (ja) | 1985-12-11 |
| JP2605004B2 true JP2605004B2 (ja) | 1997-04-30 |
Family
ID=14478257
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59108189A Expired - Lifetime JP2605004B2 (ja) | 1984-05-25 | 1984-05-28 | カメラにおける自動追尾装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2605004B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9412008B2 (en) | 2011-11-04 | 2016-08-09 | Olympus Corporation | Tracking apparatus and tracking method |
| US10070039B2 (en) | 2013-03-05 | 2018-09-04 | Olympus Corporation | Image processing device and image processing method |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5097282A (en) * | 1987-02-06 | 1992-03-17 | Minolta Camera Kabushiki Kaisha | Automatic focusing apparatus |
| US5243375A (en) * | 1987-05-21 | 1993-09-07 | Minolta Camera Kabushiki Kaisha | Automatic focus adjusting device for adjusting the focus of the main object to be photographed |
| US8035721B2 (en) | 2004-08-05 | 2011-10-11 | Panasonic Corporation | Imaging apparatus |
| CN102467742B (zh) * | 2010-10-29 | 2013-11-06 | 华晶科技股份有限公司 | 对象追踪方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6033353B2 (ja) * | 1980-03-10 | 1985-08-02 | 三菱電機株式会社 | 画像追尾装置 |
-
1984
- 1984-05-28 JP JP59108189A patent/JP2605004B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9412008B2 (en) | 2011-11-04 | 2016-08-09 | Olympus Corporation | Tracking apparatus and tracking method |
| US10070039B2 (en) | 2013-03-05 | 2018-09-04 | Olympus Corporation | Image processing device and image processing method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60250318A (ja) | 1985-12-11 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |