JPH0815315B2 - Automatic focus adjustment device - Google Patents
Automatic focus adjustment deviceInfo
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- JPH0815315B2 JPH0815315B2 JP5254238A JP25423893A JPH0815315B2 JP H0815315 B2 JPH0815315 B2 JP H0815315B2 JP 5254238 A JP5254238 A JP 5254238A JP 25423893 A JP25423893 A JP 25423893A JP H0815315 B2 JPH0815315 B2 JP H0815315B2
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明はビデオカメラにおいて、
移動する被写体を画面内において追尾しながら焦点を合
わせ続けるようにした自動焦点調節装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a video camera,
The present invention relates to an automatic focus adjustment device that keeps focusing while tracking a moving subject in a screen.
【０００２】[0002]
【従来の技術】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２，８３
１，０５７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。2. Description of the Related Art An automatic focus detecting device using a video signal of a video camera is disclosed in, for example, US Pat.
Many proposals have been made such as the specification of 1,057, Japanese Patent Publication No. 39-5265 and Japanese Patent Publication No. 46-17172.
【０００３】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８６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。Regarding the so-called hill-climbing control method, which is one of the above-mentioned methods, "NHK Technology Research", Vol. "Automatic focus adjustment of TV camera by method" and about the method combining this hill climbing control and rear lens focus drive lens, in the technical report of the Institute of Television Engineers on November 29, 1982, "Contour detection""Autofocusmethod" has been announced in detail.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この種
の装置では、図１（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
体とは異なる距離にある物体（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。なお図１及び後記の図２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。However, in this type of device, as shown in FIG. 1 (A), since the distance measuring field of view is fixed to the central portion of the photographing screen, as shown in FIG. 1 (B). The subject you want to focus on (hereinafter called the target subject)
If the (person in this example) moves, the object (house in this example) at a distance different from the target subject is in focus, and the person as the target subject becomes blurred. Note that FIG. 1 and FIG. 2 described later show a screen when distance measurement is performed by a camera having an automatic focus adjustment device for negligible difference.
【０００５】そこで本発明は、前述の欠点を解消し、移
動する被写体を追尾して測距視野を移動させて焦点検出
ないし焦点調節を行うとともに、撮影光学系の焦点距離
の変化を考慮して追尾視野の大きさを最適化し、つねに
移動する被写体に対して最適の追尾視野を設定すること
ができる自動追尾装置を提供することを目的とする。In view of the above, the present invention solves the above-mentioned drawbacks, detects a moving subject, moves the distance measuring field to detect or adjust the focus, and considers the change in the focal length of the photographing optical system. An object of the present invention is to provide an automatic tracking device capable of optimizing the size of a tracking field of view and setting an optimum tracking field of view for a subject that is constantly moving.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明は上述した課題を
解決するためになされたもので、その特徴とするところ
は、焦点距離を可変の撮影レンズと、前記撮影レンズの
焦点距離を検出する焦点距離検出手段と、前記撮影レン
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、前記撮像面に所定の測
距視野をその設定位置及び大きさを可変に設定する測距
視野設定手段と、前記測距視野内に相当する前記撮像信
号中より焦点状態を検出して前記撮像レンズの焦点を調
節する自動焦点調節手段と、前記測距視野内に相当する
前記撮像信号中より所定の信号成分を前記被写体像の特
徴を表す特徴信号として所定の周期で抽出する特徴抽出
手段と、前記特徴抽出手段より出力された前記特徴信号
を記憶する記憶手段と、前記特徴抽出手段の出力と前記
記憶手段の記憶内容とを前記所定の周期で比較すること
によって前記被写体像の移動を検出する移動検出手段
と、前記移動検出手段の出力に基づいて前記撮像面内に
おける前記測距領域の設定位置を前記所定の周期で変更
するとともに、前記焦点距離検出手段の出力に基づいて
前記測距視野の大きさを決定する制御手段と、を備えた
自動焦点調節装置にある。The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and is characterized in that a photographing lens having a variable focal length and a focal length of the photographing lens are detected. A focal length detecting means, an image pickup means for photoelectrically converting a subject image formed on the image pickup surface by the taking lens and outputting an image pickup signal, and a predetermined distance measuring field of view on the image pickup surface having a set position and size. Distance measuring field setting means for variably setting, automatic focus adjusting means for detecting a focus state in the image pickup signal corresponding to the distance measuring field of view and adjusting the focus of the image pickup lens, and within the distance measuring field of view. Feature extraction means for extracting a predetermined signal component from the corresponding image pickup signal as a feature signal representing the feature of the subject image in a predetermined cycle, and a memory for storing the feature signal output from the feature extraction means. And a movement detection unit that detects movement of the subject image by comparing the output of the feature extraction unit and the stored content of the storage unit at the predetermined cycle, and the imaging based on the output of the movement detection unit. Control means for changing the set position of the distance measuring area in the plane at the predetermined period and for determining the size of the distance measuring visual field based on the output of the focal length detecting means. On the device.
【０００７】[0007]
【作用】これによって、被写体の移動によって画面内に
おける被写体の位置及び大きさが変化しても、常に被写
体の大きさに対して最適な大きさの測距領域を設定して
高精度の被写体追尾動作を行うことができ、画面内にお
いて位置及び大きさの変化する被写体に対して常に安定
かつ高精度に焦点を合わせ続けることができる。As a result, even if the position and size of the subject on the screen change due to the movement of the subject, a range-finding area that is optimal for the size of the subject is always set and high-precision subject tracking is achieved. The operation can be performed, and the subject whose position and size change in the screen can always be stably and accurately focused.
【０００８】[0008]
【実施例】以下本発明における自動焦点調節装置を、図
２ないし図７等を参照しながらその実施例について説明
する。また以下の説明は、測距すべき被写体の特徴を色
信号情報によって抽出する場合を例にし、この発明を適
用した自動追尾焦点検出機能の概要、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、温度あるいは被写体
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）
（図２〜図５）先ず、この発明における自動追尾焦点検
出機能の一例についてその概要を説明すると、図１
（Ａ）の状態にあった目標被写体（人物）が図２（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、測距視野を図２（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
た特徴を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、図２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
距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。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An automatic focus adjusting device according to the present invention will be described below with reference to FIGS. 2 to 7. In the following description, the case of extracting the characteristics of the subject to be measured by color signal information will be taken as an example, and the outline of the automatic tracking focus detection function to which the present invention is applied and the order of the embodiments of the automatic tracking device of the present invention will be described. To do. In practicing the present invention, feature extraction of a subject can be performed using not only the color signal information described above but also luminance signal information and other information such as shape, temperature, or characteristic contrast in the subject. (Outline of automatic tracking focus detection function to which the present invention is applied)
(FIGS. 2 to 5) First, an outline of an example of an automatic tracking focus detection function according to the present invention will be described.
The target subject (person) in the state of (A) is shown in FIG.
If you move to the upper right of the screen with the same distance as shown in,
The tracking means, which will be described later, automatically detects the movement of the subject, moves the distance measuring field of view following the movement of the subject as shown in FIG. 2A, and performs focus detection or focus adjustment at this movement position. It is a thing. That is, some parameter representing the characteristic of the subject, for example, the color of the subject and the background is extracted with respect to the tracking visual field set by the tracking means, the extracted characteristic is stored, and the stored characteristic is newly extracted. Based on the characteristics of the subject, the movement and position of the subject are detected based on the characteristics of the subject and the tracking field of view is moved to track the movement of the subject, and the tracking field of view is moved. Along with this, the distance measuring visual field is moved in the same positional relationship as this. Therefore, FIG. 2 can be regarded as showing the relationship between the movement of the subject and the movement of the tracking visual field. Note that the tracking field of view is one of means for judging the movement of the subject, and is normally displayed on a finder screen or the like like a distance measuring field of view, and the subject is not observed through this. If the tracking field of view is displayed on the screen, the tracking field of view and the distance measuring field of view are displayed in the same positional relationship on the screen as described above. Either of the distance measuring fields can be enlarged.
【０００９】図２（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。そこで、この発明の実施例では、
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ようにす
る。さらに、この発明の実施例では、被写体距離が変化
する場合のほか、合焦レンズの焦点距離を変える場合に
も追尾視野の大きさを調節するようにする。なお、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い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
する。In FIG. 2A, since the distances are the same,
Although the focusing lens of the taking lenses is not adjusted, in FIG. 6B, the subject moves to the upper right of the screen and the distance changes, so the focusing lens moves according to the result of the distance measurement. To do. Therefore, in the embodiment of the present invention,
The size of the tracking field of view is changed by a tracking gate size determining means, which will be described later, and the size is always kept suitable for the subject, and focus detection or focus adjustment is performed in that state. Further, in the embodiment of the present invention, the size of the tracking visual field is adjusted not only when the subject distance changes but also when the focal length of the focusing lens is changed. Since the movement between the subject and the camera is relative, the tracking action described above is performed when the camera is fixed and the subject moves, and conversely when the subject is stopped and the camera moves. Alternatively, it works effectively when both move together.
【００１０】追尾視野は、原則として２次元の広がりを
もつものであるが、説明を簡単にするために、ここでは
図３（Ａ）に示すように追尾視野が水平方向に延びる１
次元の広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
分かれているとする。なお２次元の追尾視野を構成する
には、例えば同図のＢ又はＡ，Ｂ，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。The tracking field of view has a two-dimensional spread in principle, but in order to simplify the explanation, here, the tracking field of view extends in the horizontal direction as shown in FIG.
It is assumed to have a dimension. The tracking field of view is divided into three parts A, B, and C (each part is hereinafter referred to as a pixel). In order to form a two-dimensional tracking visual field, for example, pixels located above and below B or A, B, and C in the same figure may be provided.
【００１１】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、図４に示すよ
うに、それぞれ、積分回路１００ａ，１００ｂ、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）直交座標上にプロットすると、例えば図５に示す
ように表示される。図でＡ0，Ｂ0及びＣ0の各点は、そ
れぞれ、図３（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なってするもの
とする。したがって、点Ａ0とＣ0とは、色差信号座標上
の位置が異なっている。As shown in FIG. 4, the color difference signals (RY) and (BY) obtained as time-series signals from the above-mentioned pixels are respectively integrated circuits 100a and 100b and sample hold (S / H). ) Circuits 101a, 101b and A /
The D conversion circuits 102a and 102b perform respective processes of integration, sample hold, and A / D conversion, and store them in the memories 103a and 103b, respectively. This stored value is (RY) and (B) for each pixel A, B and C.
-Y) When plotted on Cartesian coordinates, it is displayed as shown in FIG. 5, for example. In the figure, points A 0 , B 0 and C 0 respectively represent signals extracted from pixels A, B and C in FIG. 3A. Here, it is assumed that a signal representing only the clothes of the person who is the subject is extracted from the pixel B, and a signal obtained by adding signals representing the clothes and the background of the subject is extracted from the pixels A and C, respectively. Further, in the figure, it is assumed that the left side and the right side of the subject have different background colors. Therefore, the points A 0 and C 0 have different positions on the color difference signal coordinates.
【００１２】次に、図３（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、図５Ａ1及びＣ1
に示すようにそれぞれ変化する。一方、画素Ｂは図３
（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、図５に示すよう
に、点Ｃ1は点Ｂ0（＝Ｂ1）に近づき、点Ａ1は点Ｂ
0（＝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は線分Ａ0Ｂ0より小さくなる場合は、被写体が
図３（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
体が画面内で図３（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Ｂ0Ｃ0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ものである。 （この発明の自動追尾装置の実施例）（図６、図７）図
６は、この発明の自動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。Next, when the subject shown in FIG. 3A moves to the right in the screen as shown in FIG. 3B, the ratio of the subject and the background occupied in the pixels A and C changes. , signals obtained from pixels A and C, FIGS. 5A 1 and C 1
It changes as shown in. On the other hand, pixel B is shown in FIG.
Since the image remains in the subject as shown in (B), the signal obtained from the pixel B hardly changes if the clothes are almost monochromatic. Therefore, here, for simplicity, B 1 = B 0 . In this case, as shown in FIG. 5, the point C 1 approaches the point B 0 (= B 1 ) and the point A 1 changes to the point B 1.
0 Since the distance from (= B 1), line B 1 C 1 is the line segment B 0 C 0
It becomes smaller and the line segment A 1 B 1 becomes larger than the line segment A 0 B 0 . On the contrary, when the line segment B 1 C 1 is larger than the line segment B 0 C 0 and the line segment A 1 B 1 is smaller than the line segment A 0 B 0 , the subject is moved to the left in FIG. 3B. You're moving. Assuming that the background color is the same on both the left and right sides of the subject, the point A 1 is on the extension of the line segment A 0 B 0 when the subject moves to the right in FIG. 3B on the screen. The point C 1 will occupy a position on the line segment B 0 C 0 . The present invention can be applied to either of the above cases. (Embodiment of Automatic Tracking Device According to the Present Invention) (FIGS. 6 and 7) FIG. 6 shows an embodiment of the automatic tracking device according to the present invention. In FIG. 6, a photographing optical system includes a focusing lens 1 and a zoom system lens. 2, an aperture stop 3 and a relay lens 4, and a subject image is received on an image sensor 5 (for example, CCD). Reference numeral 6 denotes a clock signal generation circuit, the output of which is divided by a frequency divider 7 to a required ratio, and the divided output is an image pickup element drive circuit 8, a tracking gate setting circuit 11 and a distance measurement gate setting circuit 16 which will be described later. Granted to. The image pickup device 5 is driven by the image pickup device drive circuit 8 to output a time-series signal, and this output is subjected to required synchronization signal synthesis, modulation and correction processing in the signal processing circuit 9 to form an output video signal such as an NTSC signal. To be done. Since these processes are well known to those skilled in the art, detailed descriptions thereof will be omitted. In the following description, it is assumed that the output video signal is an NTSC signal.
【００１３】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、図４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。The signal processing circuit 9 simultaneously receives the color difference signal (R
-Y) and (BY) are output to the tracking gate (corresponding to the tracking visual field) setting circuit 11 and the distance measurement gate setting circuit 16. The output of the tracking gate setting circuit 11 is supplied to the color detection circuit 12 to detect the color of the object, which is stored in the memory 13 via a manual mechanical input means such as a switch (not shown). The color detection circuit 12 includes the integration circuit 100, the sample hold circuit 101, and the A / D conversion circuit 102 shown in FIG. The above process is 1 / field which is a period of one field of the television signal.
It is done according to its average value for 60 seconds or for a period of several fields. In the following, a description will be given assuming that both are collectively processed during one field period.
【００１４】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。In the next one field, the newly extracted signal and the signal stored in the memory 13 are compared by the movement determination circuit 14, and the presence or absence of the movement of the subject and the movement direction when the subject moves are detected. To be done. If there is a movement, the gate moving circuit 15 controls the tracking gate setting circuit 11 to move the tracking field of view, performs the same calculation in the next one field, and repeats the above processing until the tracking is completed. return.
【００１５】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公
知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。When the tracking is completed, the gate moving circuit 15
Sets the range-finding field set by the range-finding gate setting circuit 16 to the same relational position as the tracking field of view, and uses the video signal (output of the signal processing circuit 9) within this range-finding field to perform automatic focus adjustment (AF). In the circuit 17, focus detection is performed by a known means such as hill climbing control, and the output thereof drives the motor M to control the position of the focusing lens 1.
【００１６】図６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
（図３（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＝５０ｍｍ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を追尾ム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。In FIG. 6, P 1 is a position sensor for detecting the absolute position of the focusing lens 1 (corresponding to the subject distance), and P 2 is the absolute position of the zoom lens 2 (corresponding to the focal length). This is a position sensor for detecting the position, and the tracking gate size determination circuit 10 controls the tracking gate setting circuit 11 and the distance measurement gate setting circuit 16 based on these signals to determine the sizes of the tracking field of view and the distance measurement field of view, respectively. Establish. Now, the focal length of the taking lens is f, the subject distance is R, the dimension of the imaging surface in the longitudinal direction is y, the tracking field length (the total length of the pixels A, B, and C in FIG. 3A) is 1, When the length of the tracking visual field length on the subject is W and 1 / y = k, it is given by k = fW / Ry. To give a numerical example,
If f = 30 mm, R = 5000 mm, y = 8.8 mm and the tracking subject is an adult and W = 50 mm, then k = 0.34. Here, y is an image sensor, for example, C.I. C. D. Since W is determined by the tracked subject depending on the size of
If the tracking mute size determination circuit 10 calculates k from the output values of the position sensors P 1 and P 2 by the above equation, a tracking field of view of an optimum size can always be obtained for the subject.
【００１７】前述のように、合焦レンズ１の絶対位置を
検出するポジションセンサＰ1及びズーム系レンズ２の
絶対位置を検出するポジションセンサＰ2の出力により
追尾ゲート大きさ決定回路１０が追尾ゲート設定回路１
１を制御し、追尾視野の大きさを可変に設定するように
したので、被写体距離及び合焦レンズの焦点距離の変化
にかかわらず、つねに被写体に最適の大きさの追尾視野
を設定し、かつ追尾ゲートの大きさ決定回路１０が測距
ゲート設定回路１６をも制御するから、被写体に最適の
大きさの測距視野を設定することができる。As described above, the tracking gate size determining circuit 10 outputs the tracking gate by the output of the position sensor P 1 for detecting the absolute position of the focusing lens 1 and the position sensor P 2 for detecting the absolute position of the zoom system lens 2. Setting circuit 1
Since 1 is controlled and the size of the tracking visual field is variably set, the optimal tracking visual field is always set for the object regardless of changes in the object distance and the focal length of the focusing lens, and Since the tracking gate size determination circuit 10 also controls the distance measurement gate setting circuit 16, it is possible to set the distance measurement visual field of an optimum size for the subject.
【００１８】図７は、前述の色検出回路１２、メモリ１
３及び移動判定回路１４の詳細を示すものであって、図
６の追尾ムート設定回路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により図５の（Ｒ−Ｙ）信号及び（Ｂ−Ｙ）座
標上の線分Ａ0Ｂ0の長さＤA0・B0が求められ、メモリ２
２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ＤA1・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、図５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、被写体が図３で左方向へ
移動した場合である。FIG. 7 shows the color detection circuit 12 and the memory 1 described above.
3 and the movement determination circuit 14 are shown in detail, and the distance calculation circuit 21 is calculated from the (RY) signal and (BY) signal of each of the pixels A and B that have passed through the tracking mute setting circuit 11 of FIG. By the calculation, the (RY) signal of FIG. 5 and the length D A0 · B0 of the line segment A 0 B 0 on the (BY) coordinates are obtained, and the memory 2
2 is stored. Similarly, D A1 · B1 or D A1 · B0 is obtained from the signal of the next field. Here, considering the case of B 1 = B 0 for simplification, D A1 · B 1 = D A1 · B 0 , and the divider 23 calculates D A1 · B 1 / D A0 · B 0 . This value is compared with the first threshold value set by the threshold value setting unit 24 by the comparison circuit 25, and if there is a change exceeding the threshold value, "1" is output to the movement determination circuit 14. Similarly, the distance calculation circuit 31 to the comparison circuit 35
By the circuits up to this, D C1 · B1 / D C0 · B0 is calculated, and if there is a change exceeding the second threshold value, the comparison circuit 35 outputs “1” to the movement determination circuit 14. Explaining a specific numerical example, in the example shown in FIG. 5, with both the first and second threshold values being 2, D A1 · B1 / D A0 · B0 = 2.2, D C1 · B1 / D Since C0 · B0 = 0.36, only the comparison circuit 25 outputs "1". In this case, the movement determination circuit 14 generates a signal that delays the gate setting timing by a predetermined time (for example, in the case of the NTSC system, about 1/125 of one horizontal scanning cycle). On the contrary, when only the comparison circuit 35 outputs "1", the movement determination circuit 14 generates a signal that advances the gate setting timing by the above-mentioned predetermined time. The latter is the case where the subject moves to the left in FIG.
【００１９】上記のように、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。As described above, according to the output "1" of the comparison circuit 25 or 35, the movement determination circuit 14 generates a signal for changing the gate setting timing by, for example, the above-mentioned predetermined time, and the gate movement is generated according to this signal. By the circuit 15 controlling the gate setting circuits 11 and 16 as described above,
The tracking field of view and the distance measuring field of view can be moved in the direction in which the subject moves, and focus detection can be performed at that position.
【００２０】[0020]
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、撮影光
学系の焦点距離の変化等にかかわらず、つねに移動する
被写体に対して最適の大きさの測距視野を設定すること
ができ、精度の高い追尾焦点調節動作を行うことができ
る。As described above, according to the present invention, it is possible to set a distance measuring visual field of an optimum size for a constantly moving subject regardless of changes in the focal length of the photographing optical system. , Which enables highly accurate tracking focus adjustment operation.
【図１】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である。FIG. 1 shows a relationship between a distance measuring field of view and a subject image in a conventional camera. FIG. 1A shows a case where the distance measuring field of view and the subject image match each other, and FIG. It is explanatory drawing which shows each case.
【図２】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
ぞれ示す説明図である。FIG. 2 shows a relationship between a distance measuring field of view and a subject image in a camera embodying the present invention. FIG. 2A shows a case where the subject moves within the screen at the same distance, and FIG. It is explanatory drawing which respectively shows the case where it moved in the screen and the distance became long.
【図３】同図（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である。FIG. 3A is an explanatory diagram showing a relationship between a tracking visual field and a subject image when the tracking visual field is divided in the automatic tracking device embodying the present invention, and FIG. 3B is the same figure as FIG. FIG. 6 is an explanatory diagram showing a state in which the subject has moved within the screen.
【図４】図３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である。4 is a block diagram of an apparatus for processing a signal obtained from the divided field of view of FIG.
【図５】図４の操作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である。5 is an explanatory diagram showing a situation in which signals obtained from the operation of FIG. 4 are plotted on a two-dimensional plane.
【図６】本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であ
る。FIG. 6 is a block diagram showing a combination of an optical system and an electric control system in one embodiment of the automatic tracking device of the present invention.
【図７】図６の装置の要部の詳細を示すブロック図であ
る。FIG. 7 is a block diagram showing details of main parts of the apparatus of FIG.
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 1 Focusing Lens 2 Zoom Lens 5 Image Sensor 8 Image Sensor Driver Circuit 9 Signal Processing Circuit 11 Tracking Gate Setting Circuit 12 Color Detection Circuit 13 Memory 14 Movement Judging Circuit 15 Gate Moving Circuit 16 Distance Measuring Gate Setting Circuit 17 Automatic Focus Adjustment Circuit
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 金田 直也 神奈川県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 神奈川県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 神奈川県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55−73180（ＪＰ，Ａ) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Naoya Kaneda Naoya Kaneda, 770 Shimonoge, Takatsu-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Canon Inc., Tamagawa Plant Company Tamagawa Plant (72) Inventor Masahiro Takei, Tamagawa Plant, 770 Shimonoge, Takatsu-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Canon Inc. (56) Reference JP-A-55-73180 (JP, A)
Claims (1)
と、 前記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、 前記撮像面に所定の測距視野をその設定位置及び大きさ
を可変に設定する測距視野設定手段と、 前記測距視野内に相当する前記撮像信号中より焦点状態
を検出して前記撮像レンズの焦点を調節する自動焦点調
節手段と、 前記測距視野内に相当する前記撮像信号中より所定の信
号成分を前記被写体像の特徴を表す特徴信号として所定
の周期で抽出する特徴抽出手段と、 前記特徴抽出手段より出力された前記特徴信号を記憶す
る記憶手段と、 前記特徴抽出手段の出力と前記記憶手段の記憶内容とを
前記所定の周期で比較することによって前記被写体像の
移動を検出する移動検出手段と、 前記移動検出手段の出力に基づいて前記撮像面内におけ
る前記測距領域の設定位置を前記所定の周期で変更する
とともに、前記焦点距離検出手段の出力に基づいて前記
測距視野の大きさを決定する制御手段と、 を備えたことを特徴とする自動焦点調節装置。1. A photographing lens having a variable focal length, a focal length detecting means for detecting a focal length of the photographing lens, and an image pickup signal obtained by photoelectrically converting a subject image formed on the image pickup surface by the photographing lens. An image pickup means for outputting, a distance measuring field setting means for variably setting a setting position and a size of a predetermined distance measuring field on the image pickup surface, and a focusing state from the image pickup signal corresponding to the distance measuring field. Automatic focus adjustment means for detecting and adjusting the focus of the image pickup lens, and extracting a predetermined signal component from the image pickup signal corresponding to the distance measuring field at a predetermined cycle as a feature signal representing the feature of the subject image. Comparing the output of the feature extraction means and the stored contents of the storage means with the predetermined period. And a movement detecting means for detecting movement of the subject image, and changing the set position of the distance measuring area in the imaging plane at the predetermined cycle based on the output of the movement detecting means, and detecting the focal length. An automatic focus adjusting device comprising: a control unit that determines the size of the distance measuring field based on the output of the unit.
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Family Applications (1)
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