オートフォーカス装置
【課題】ＡＦシステムにおいてカメラマンがピントを合わせたい範囲にＡＦ枠を容易に自動で設定する。
【解決手段】カメラの撮影画面内においてピントを合わせるフォーカス操作手段と、前記フォーカス操作手段によるピント合わせの結果を示す前記撮影画面内におけるベストピント状態の範囲を検出するベストピント範囲検出手段と、前記検出されたベストピント状態の範囲に対して、前記撮影画面のうちオートフォーカスによりピントを合わせる対象範囲であるＡＦエリアの範囲を示すＡＦ枠の位置を自動で設定するＡＦ枠自動設定手段と、を備えたことを特徴とするオートフォーカス装置を提供する。
【解決手段】カメラの撮影画面内においてピントを合わせるフォーカス操作手段と、前記フォーカス操作手段によるピント合わせの結果を示す前記撮影画面内におけるベストピント状態の範囲を検出するベストピント範囲検出手段と、前記検出されたベストピント状態の範囲に対して、前記撮影画面のうちオートフォーカスによりピントを合わせる対象範囲であるＡＦエリアの範囲を示すＡＦ枠の位置を自動で設定するＡＦ枠自動設定手段と、を備えたことを特徴とするオートフォーカス装置を提供する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オートフォーカス装置に係り、特に、オートフォーカスシステムにおいて、ピントを合わせたい範囲を示すＡＦ（オートフォーカス）枠の位置を容易に設定するオートフォーカス装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、オートフォーカス（以下、ＡＦとする。）の方式として、一般的にコントラスト方式がよく用いられている。コントラスト方式は、撮像素子により取り込まれた被写体画像の画像信号（映像信号）から被写体画像のコントラストを検出し、そのコントラストが最も高くなるように撮影レンズのフォーカス（フォーカスレンズ）を制御することによって最良ピント状態に自動でピント合わせを行う方式である。
【０００３】
コントラスト方式のＡＦでは、カメラの撮像範囲（撮影範囲）をＡＦの対象範囲とするのではなく、撮像範囲のうちの一部の範囲にある被写体のみを対象とすることが多い。例えば、撮像素子によって有効に撮像された被写体画像の画像信号のうち、ＡＦの対象とする所定範囲の画像信号を抽出し、その抽出した範囲の画像信号に基づいてその画像のコントラストが最も高くなるようにフォーカスを制御している。これによってＡＦの対象が一部の範囲にある被写体に限定される。
【０００４】
なお、本明細書では、ＡＦの対象範囲をＡＦエリアといい、そのＡＦエリアの範囲を示す枠（ＡＦエリアの輪郭）をＡＦ枠というものとする。
【０００５】
従来、ＡＦ用にＡＦエリアの位置やサイズ、形状を設定するシステムにおいては、ジョイスティック等をカメラマンが操作して、ＡＦ枠をピントを合わせたい被写体に重ねるように移動して手動で設定していた（例えば、特許文献１等参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−２５５９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記従来技術のようにＡＦエリア（ＡＦ枠）を手動操作によって設定するのは面倒である。そこでＡＦ枠を自動的に設定することができれば便利であるが、ＡＦ枠を自動設定にした場合、なかなかカメラマンの意図するところにＡＦ枠を設定することができず、所望の位置にＡＦ枠を自動で設定することは容易ではないという問題がある。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、ＡＦシステムにおいてカメラマンがピントを合わせたい範囲にＡＦ枠を容易に自動で設定し、さらにその後被写体が画面上で移動した場合にはＡＦ枠の自動追尾をすることのできるオートフォーカス装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、カメラの撮影画面内においてピントを合わせるフォーカス操作手段と、前記フォーカス操作手段によるピント合わせの結果を示す前記撮影画面からベストピント状態の範囲を検出するベストピント範囲検出手段と、前記検出されたベストピント状態の範囲に対して、前記撮影画面のうちオートフォーカスによりピントを合わせる対象範囲であるＡＦエリアの範囲を示すＡＦ枠の位置を自動で設定するＡＦ枠自動設定手段と、を備えたことを特徴とするオートフォーカス装置を提供する。
【００１０】
これにより、ＡＦシステムにおいてカメラマンがピントを合わせたい範囲にＡＦ枠を容易に自動で設定することができる。
【００１１】
また、請求項２に示すように、前記ベストピント範囲検出手段は、前記撮影画面を複数の領域に分割し、各領域のピント状態を取得することにより前記ベストピント状態の範囲を検出することを特徴とする。
【００１２】
これにより、ベストピント状態の範囲を精度良く検出することができる。
【００１３】
また、請求項３に示すように、前記各領域のピント状態は、ベストピント状態、前ピン、後ピン又はボケの状態を含むことを特徴とする。
【００１４】
これにより、主要被写体を正確に検出することができる。
【００１５】
また、請求項４に示すように、前記ベストピント範囲検出手段は、撮影レンズに入射した被写体光からピント状態検出用に分離された被写体光を撮像素子で撮影して得られた映像信号に基づいて得られた被写体像の焦点評価値に基づいて前記ピント状態を取得することを特徴とする。
【００１６】
これにより、主要被写体よりもコントラストが高い被写体がある場合も、主要被写体を正確に検出することができる。
【００１７】
また、請求項５に示すように、前記ベストピント範囲検出手段が前記ＡＦ枠の位置を自動で設定した後、再度前記フォーカス操作手段が操作された場合には、前記ベストピント範囲検出手段は、前記フォーカス操作手段によるピント合わせの結果を示す前記撮影画面からベストピント状態の範囲を再度検出し、前記ＡＦ枠自動設定手段は、既に設定されていた前記ＡＦ枠の位置を、前記再度検出されたベストピント状態の範囲に移動することを特徴とする。
【００１８】
これにより、カメラマンが意図したところに容易にＡＦ枠を設定することができる。
【００１９】
また、請求項６に示すように、前記ＡＦ枠自動設定手段は、前記フォーカス操作手段によるピント合わせの結果によりＡＦ枠の位置を設定した後、画面上で被写体が移動した場合に、該被写体に対してＡＦ枠の自動追尾を行うことを特徴とする。
【００２０】
これにより、カメラマンがマニュアル操作を停止してＡＦ枠がそこで固定された後、被写体がその画面上で移動した場合には、ＡＦ枠の自動追尾を行うようにすることでピント合わせが容易となる。
【発明の効果】
【００２１】
以上説明したように、本発明によれば、ＡＦシステムにおいてカメラマンがピントを合わせたい範囲にＡＦ枠を容易に自動で設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明に係るオートフォーカス装置を用いたテレビカメラシステムの一実施形態の主要構成を示すブロック図である。
【図２】ＡＦ枠の例を示す説明図である。
【図３】ＡＦ枠操作部の例を示す説明図である。
【図４】撮影画面を示す説明図である。
【図５】図４の撮影画面内の各被写体のピント状態を模式的に示すグラフである。
【図６】本実施形態の作用を示すものであり、手動フォーカス操作が無い場合にＡＦ動作をするモードの例を示すフローチャートである。
【図７】カメラマンがマニュアル操作を停止した後、画面上で被写体が移動した場合にＡＦ枠の自動追尾をするモードの例を示すフローチャートである。
【図８】ＡＦ枠が固定された後、画面内で被写体が移動したときＡＦ枠を自動追尾する例を示す説明図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
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装置について詳細に説明する。
【００２４】
図１は、本発明に係るオートフォーカス装置を用いたテレビカメラシステムの一実施形態の主要構成を示すブロック図である。
【００２５】
図１に示すように、本実施形態のテレビカメラシステム１は、カメラヘッド（カメラ本体）１０、レンズ（レンズ装置）１２、ＡＦ枠操作部１４、フォーカス操作部１６、ズーム操作部１８及びビューファインダ２０を備えている。
【００２６】
カメラ本体１０は、放映用の映像を撮影し、所定形式の映像信号を出力又は記録媒体に記録するための映像撮像用撮像素子（例えば、ＣＣＤ）等を含んでいる。撮影レンズ（光学系）を備えたレンズ装置１２は、カメラ本体１０のレンズマウント部に着脱自在に装着される。
【００２７】
カメラ本体１０の撮像素子の撮像面にはレンズ装置１２の光学系によって被写体像が結像され、その被写体像が撮像素子によって順次光電変換される。そして、信号処理回路によって撮像素子から出力された信号に所要の信号処理が施される。これによって被写体の画像（映像）が撮影されると共にその映像の映像信号が生成される。
【００２８】
レンズ装置１２の撮影レンズには、図示は省略するが、その構成部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、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。
【００２９】
なお、本実施形態のようにオートフォーカス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、所定の可動部を操作者（カメラマン）の操作に従って電動駆動する場合には、図示しない操作手段（レンズ装置１２に接続されるコントローラの操作手段等）から操作者の操作に従って出力されるコントロール信号に基づいて可動部の動作が制御されるようになっているがその詳細は省略する。
【００３０】
レンズ装置１２のコネクタ（図示省略）には、ＡＦ枠操作部１４、フォーカス操作部１６、ズーム操作部１８が接続されている。
【００３１】
ＡＦ枠操作部１４は、詳しくは後述するが、ＡＦエリアの位置等を設定、変更するための操作部である。フォーカス操作部１６は、フォーカスに関する一般的な操作やＡＦエリア等に関する操作を行うための操作部である。また、ズーム操作部１８は、ズームに関する操作を行うための操作部である。
【００３２】
また、レンズ装置１２には、図示を省略するが、レンズ装置１２全体を統括制御するレンズＣＰＵ、オートフォーカス処理を実行するＡＦ処理部及びＡＦ用撮像回路等が搭載されている。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に配置されているものであり、撮像素子（ＣＣＤ等）や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。なお、ＡＦ用撮像回路の撮像素子をＡＦ用撮像素子という。また、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１０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１０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１０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１０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。
【００３３】
レンズ装置１２の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の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ＡＦの対象とする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被写体画像のコントラストの高低を示し、焦点評価値としてレンズＣＰＵに与えられる。
【００３４】
また、レンズ装置１２のレンズＣＰＵは、ＡＦエリアの範囲（輪郭）を示すＡＦ枠の情報（ＡＦ枠情報）をＡＦ枠操作部１４から取得してその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毎に（ＡＦ処理部で焦点評価値が求められる毎に）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）、すなわちＡＦエリア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をする。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。
【００３５】
また、カメラ本体１０には、ビューファインダ２０が取り付けられており、ビューファインダ２０には、カメラ本体１０からの映像信号が与えられ、カメラ本体１０で撮影されているリアルタイムの画像（映像）がビューファインダ２０の画面上に表示されるようになっている。また、ビューファインダ２０の画面上にはオートフォーカス（ＡＦ）の対象となるＡＦエリアの範囲を示すＡＦ枠２２等の情報も表示することができる。
【００３６】
図２にＡＦ枠の例を示す。図２において、符号３０はレンズ装置１２のＡＦ用撮像素子によって有効に撮像する被写体または被写体画像の範囲である撮像範囲を示す。図２に示すように、その撮像範囲３０に対してＡＦの対象範囲とするＡＦエリアを示すＡＦ枠３２が例えば矩形状の範囲内として設定されている。
【００３７】
なお、撮像範囲３０内におけるＡＦ枠３２の位置やサイズあるいは形状は、ＡＦ枠操作部１４から与えられるＡＦ枠情報によって変更することができる。また、図２の撮像範囲３０は、カメラ本体１０の撮像素子によって撮像された被写体画像（撮影画像）をビューファインダ２０の画面上に再生表示した場合のその撮影映像の画面範囲に相当する。
【００３８】
図３にＡＦ枠操作部１４の例を示す。図３はＡＦ枠操作部１４を示す平面図である。
【００３９】
図３に示すように、ＡＦ枠操作部１４は、ジョイスティック３４、ＡＦ枠形状設定スイッチ３６、ＡＦ枠サイズ設定スイッチ３８及びマニュアルフォーカス（ＭＦ）とオートフォーカス（ＡＦ）とを切り換えるＭＦ−ＡＦ切り換えスイッチ４０を備えている。
【００４０】
ジョイスティック３４は、撮影画面内においてＡＦ枠の位置を指定するための操作部材である。ＡＦ枠形状設定スイッチ３６は、ＡＦ枠の形状を設定するためのスイッチである。ＡＦ枠は、必ずしも図２に示すような矩形形状には限定されない。ＡＦ枠形状設定スイッチ３６を押す毎に様々な形状のＡＦ枠がビューファインダ２０の画面上に表示される。ＡＦ枠サイズ設定スイッチ３８は、ＡＦ枠のサイズを設定するものであり、押す毎にビューファインダ２０の画面上に表示されているＡＦ枠のサイズが切り換わるようになっている。
【００４１】
また、ＭＦ−ＡＦ切り換えスイッチ４０は、マニュアルフォーカス（ＭＦ）とオートフォーカス（ＡＦ）とを切り換えるスライドスイッチである。
【００４２】
図４は、撮影画面を示す説明図である。
【００４３】
図４に示すように、撮影画面５０は、複数の領域５０ａに分割されている。また、符号５２の太い矩形は、撮影画面５０内においてＡＦエリアを示すＡＦ枠である。
【００４４】
本実施形態のオートフォーカス装置は、撮影画面５０内の各領域５０ａ毎にピント状態を検出する。ピント状態は前述したように各領域５０ａ毎の焦点評価値を算出することにょって検出される。
【００４５】
なお、図４では、ベストピントの被写体を含む領域５０ａには、符号「０」、前ピンの被写体を含む領域５０ａには、符号「＋」、後ピンの被写体を含む領域５０ａには、符号「−」が表示されている。
【００４６】
なお、上記の「０」、「＋」及び「−」のいずれも表示されていない領域５０ａは、ピントが合っていない（ボケ）又は被写体が含まれていない領域である。
【００４７】
本実施形態におけるオートフォーカス装置の作用については、後述するが、図４において、いま例えば、操作者によるジョイスティック３４の操作により、ＡＦ枠５２が画面中央の主要被写体である人物５４の位置に設定されているとする。
【００４８】
このとき、ＡＦ枠操作部１４のＭＦ−ＡＦ切り換えスイッチ４０をＡＦ側にすると、ＡＦ枠５２内の主要被写体である人物５２がベストピントになるようにオートフォーカスが行われる。
【００４９】
そして、ＡＦ枠５２付近の被写体人物５２を含む領域５０ａ群はベストピント状態となり、「０」が表示される。また、撮影画面５０の右側奥の被写体である木５６を含む領域５０ａ群は後ピンとなり「−」が表示される。また、撮影画面５０の左側前の被写体５８は、コントラストが高い被写体（例えば、輝度差が大きい複数の色を含む物体など）は前ピンとなり「＋」が表示される。撮影画面５０の各領域５０ａのピント状態はレンズ装置１２のレンズＣＰＵによって検出され、ＲＡＭ等の記憶手段に記録される。
【００５０】
図５は、図４に示した撮影画面５０内の各被写体（人物５４、木５６、高コントラストの物体５８）のピント状態を模式的に示すグラフである。
【００５１】
図５において、横軸は、フォーカスレンズ群のフォーカス位置（左が至近（NEAR)、右が無限大∞）であり、縦軸は、焦点評価値である。特に符号Ｆは、現在のフォーカスレンズ位置を示す。
【００５２】
図５では、撮影画面５０の各領域５０ａ毎に検出された３つの被写体（人物５４、木５６、高コントラストの物体５８）の焦点評価値がそれぞれグラフＧ５４、Ｇ５６、Ｇ５８に示されている。
【００５３】
図５に示すように、主要被写体の人物５４の焦点評価値は他の被写体（木５６、高コントラストの物体５８）に比較して低いが、領域５０ａ毎にピント状態（ベストピント、前ピン、後ピン又はボケ等）を検出することにより、主要被写体の人物５４がベストピントとなるようにＡＦ枠５２を追尾することが可能となる。
【００５４】
以下、図６のフローチャートに沿って、本実施形態の作用を説明する。
【００５５】
本実施形態は、カメラマンがフォーカスを（手動で）操作して、狙っていた主要被写体にベストピントが合ったとすると、システム側でその合焦した範囲を、前述した撮影範囲を複数に分割した領域から検出し、例えばその検出した領域で構成される範囲の中心とＡＦエリアの中心とが一致するように、ＡＦ枠の位置を自動で設定するようにするものである。またさらに、その自動で設定されたＡＦ枠の位置がカメラマンが意図した位置ではない場合には、意図する位置にＡＦ枠が設定されるまで、カメラマンはフォーカス操作を継続することができるようにしたものである。
【００５６】
図６は、手動フォーカス操作が無い場合にＡＦ動作をするモードの例を示すフローチャートである。
【００５７】
まず図６のステップＳ１００において初期設定をした後、ステップＳ１０２において、ＡＦ以外の処理を行う。
【００５８】
次に、ステップＳ１０４において、カメラマンが手動でフォーカス操作をしているか否か判断する。これはフォーカス操作部１６からの信号を受けてレンズ装置１２のレンズＣＰＵで判断する。
【００５９】
ステップＳ１０４において、手動でフォーカス操作が行われていた場合には、次のステップＳ１０６でＡＦ枠の設定は自動で行われるように設定されているか判断する。これは、ＡＦ枠操作部１４のＭＦ−ＡＦ切り換えスイッチ４０がＭＦかＡＦのいずれに設定されているかをレンズ装置１２のレンズＣＰＵによって判断する。
【００６０】
ここで、ＡＦ枠設定が自動の場合には、次のステップＳ１０８で、カメラマンのフォーカス操作によってベストピントとなった画面上の位置を検出する。上述したように、撮影範囲を分割した各領域におけるピント状態は、レンズ装置１２のレンズＣＰＵで検出される。これによりカメラマンのフォーカス操作によりベストピント状態「０」となった画面上の位置が検出される。
【００６１】
次にステップＳ１１０において、上で検出された画面上でのベストピントの位置に基づいて、レンズ装置１２のレンズＣＰＵにより、例えば図４に示すようにＡＦ枠５２が自動的に設定される。このようにして一度設定されたＡＦ枠５２はその後ずっと表示され、ベストピント位置が移動するとそれに応じて移動される。その後は再びステップＳ１０２に戻る。
【００６２】
ＡＦ枠のサイズや形状は、ベストピントの領域に応じて自動的に決定しても良いし、予め決まったサイズ、形状とし、ベストピント領域の中心とＡＦ枠の中心とが一致するように移動しても良い。
【００６３】
また、ステップＳ１０４において、カメラマンによる手動フォーカス操作がないと判断された場合には、ステップＳ１１２において、カメラマンが自分でＡＦ枠操作部１４のジョイスティック３４を操作して（それまで撮影画面に表示されていた）ＡＦ枠を自分の意図する位置へ移動する。このとき、ＡＦ枠操作部１４を介して、ＡＦ枠の位置だけでなくＡＦ枠のサイズや形状も変更することができる。
【００６４】
このようにカメラマンによってＡＦ枠が移動されて、新たなＡＦ枠の位置が決定されると、次のステップＳ１１４において、そのＡＦ枠の範囲（ＡＦエリア）がベストピントとなるようにＡＦが作動される。その後は、再びステップＳ１０２に戻る。
【００６５】
また、ステップＳ１０６において、カメラマンが手動でフォーカス操作を行い主要被写体に合焦させたが、ＡＦ枠の設定が自動でない場合、すなわち、ＡＦ枠操作部１４のＭＦ−ＡＦ切り換えスイッチ４０がＭＦ側に設定されている場合には、マニュアルでＡＦ枠を設定する必要があるので、ステップＳ１１６において、カメラマンはＡＦ枠操作部１４のジョイスティック３４を操作して自分でＡＦ枠を設定する。その後は再びステップＳ１０２に戻る。
【００６６】
このように、本実施形態では、基本的に、ステップＳ１００からステップＳ１１０までの流れのように、カメラマンが手動で自分が撮りたい対象にピントを合わせると、システムがそのベストピントの位置を検出して自動的にＡＦ枠を設定するようにしている。
【００６７】
結局、カメラマンがフォーカスを操作することは通常の操作であり、容易である。そこでこのカメラマンのフォーカス操作によって合焦した範囲を検出して、その中心とＡＦエリア（ＡＦ枠）の中心を一致させるようにＡＦ枠の位置を設定するように構成するとＡＦ枠の位置設定が容易となる。
【００６８】
また、ステップＳ１１２のように、たとえＡＦ枠設定が自動モードとなっている場合でも、カメラマンがジョイスティック等でＡＦ枠を操作しようとした場合には、手動操作が優先されるようになっている。
【００６９】
これにより、自動で設定されたＡＦ枠の位置が、カメラマンの意図した位置ではなかった場合には、意図するところにＡＦ枠が設定されるまでフォーカス操作を継続して行うことができる。
【００７０】
また、ＡＦ枠の位置の候補が複数ある場合には、画面の中心に近い方や合焦面積の広い方、またコントラストの高い方にＡＦ枠の位置を自動設定するようにしてもよい。あるいは、その逆の方に自動設定するようにしてもよい。さらに、これらのどれを選ぶかを選択できるようにしてもよい。
【００７１】
また、フォーカスの操作方向によって優先順位を付けるようにしてもよい。例えば、同じ条件に近い２つの候補がある場合、無限大（∞）から至近（ＮＥＡＲ）の操作のときと、逆のときでＡＦ枠の位置の候補の選択順位に差を付けるようにしてもよい。
【００７２】
また、合焦面積に応じてＡＦエリアの面積や形状を自動設定できるように構成してもよい。
【００７３】
また、カメラマンが手動でＡＦ枠の位置を設定するとき、上述したようにＡＦ枠操作部１４のジョイスティック３４を操作するもの以外にも、例えば、ビューファインダ２０をタッチパネル式にしてもよい。このとき、カメラマンが手動でフォーカスを操作して、ベストピントの合ったところにカメラマンが触れるとそこにＡＦ枠が自動的に表示されるようにしてもよい。
【００７４】
フォーカス操作部１６は、カメラマンが手動で操作するフォーカス操作部材であり、レンズに対して遠隔でコントロールするフォーカスデマンドや、レンズ鏡胴に設けられたフォーカスリング等を含む。
【００７５】
また、カメラマンが手動でピントを合わせた被写体に自動的にＡＦ枠を移動させた後、被写体が移動するとその移動に追従するようにＡＦ枠を自動追尾させても良い。
【００７６】
すなわち、カメラマンがマニュアル操作を停止するとＡＦ枠はそこで固定され、その範囲の被写体に対してＡＦ動作が行われるが、もし被写体がその画面上で移動した場合には、ＡＦ枠の自動追尾を行うようにするものである。以下、この例について説明する。
【００７７】
図７は、カメラマンがマニュアル操作を停止した後、画面上で被写体が移動した場合にＡＦ枠の自動追尾をするモードの例を示すフローチャートである。
【００７８】
図７に示すフローチャートは、基本的には図６に示すフローチャートと同様であり、図６のフローチャートに対して、カメラマンがマニュアル操作を停止した後、被写体が画面上で移動した場合にＡＦ枠の自動追尾を行うようにする処理を追加したものである。
【００７９】
まず図７のステップＳ２００において初期設定をした後、ステップＳ２０２においてＡＦ以外の処理を行い、ステップＳ２０４においてカメラマンが手動でフォーカス操作をしているか否か判断する。
【００８０】
手動でフォーカス操作が行われていた場合には、次のステップＳ２０６においてＡＦ枠の設定が自動で行われるようになっているか判断し、ＡＦ枠の設定が自動の場合には、次のステップＳ２０８において画面上でベストピントの位置を検出し、次のステップＳ２１０においてベストピントの位置にＡＦ枠を設定する。
【００８１】
また、ＡＦ枠の設定が自動でない場合には、ステップＳ２１６においてカメラマンはＡＦ枠操作部１４のジョイスティック３４を操作て自分でＡＦ枠を設定する。
【００８２】
そして、いずれの場合も、その後ステップステップＳ２０２にもどる。ここまでの処理は図６における処理と同様である。
【００８３】
ステップＳ２０４において、カメラマンによる手動フォーカス操作がないと判断された場合の処理が、以下説明するように図６の場合とは若干異なっている。
【００８４】
すなわち、ステップＳ２０４において、手動フォーカス操作がないと判断された場合には、ステップＳ２１１において、カメラマンによるジョイスティック３４の操作が有るか否か判断する。
【００８５】
そして、カメラマンによるジョイスティック３４の操作がないと判断された場合には、カメラマンによるマニュアル操作が停止されたので、そこでＡＦ枠は固定され、ステップＳ２１３において、被写体の移動に伴いＡＦ枠を自動で追尾させる処理が開始される。
【００８６】
すなわち、例えば図８に示すように、その画面上で被写体が移動した場合には、ＡＦ枠をその被写体の移動に合わせて自動追尾する。例えば図８に示すように、被写体の顔にＡＦ枠を設定し、パターンマッチングあるいは予め登録された顔画像に基づいて被写体の顔認証を行い、画面内における被写体の移動に合わせてＡＦ枠を自動追尾させる。そしてステップＳ２１４に進み、そのＡＦ枠の範囲がベストピントとなるようにＡＦが作動される。
【００８７】
また、ステップＳ２１１において、カメラマンによるジョイスティック３４の操作がない場合には、次のステップＳ２１２において、カメラマンがジョイスティック３４を操作してＡＦ枠を移動する。そして、ステップＳ２１４において、そのＡＦ枠の範囲がベストピントとなるようにＡＦが作動される。
【００８８】
その後は再びステップＳ２０２に戻り、以上の処理が繰り返される。
【００８９】
以上、本発明のオートフォーカス装置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。
【符号の説明】
【００９０】
１…テレビカメラシステム、１０…カメラヘッド（カメラ本体）、１２…レンズ（レンズ装置）、１４…ＡＦ枠操作部、１６…フォーカス操作部、１８…ズーム操作部、２０…ビューファインダ、２２、３２、５２…ＡＦ枠、３０…撮像範囲、３４…ジョイスティック、３６…ＡＦ枠形状設定スイッチ、３８…ＡＦ枠サイズ設定スイッチ、４０…ＭＦ−ＡＦ切り換えスイッチ、５０…撮影画面
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オートフォーカス装置に係り、特に、オートフォーカスシステムにおいて、ピントを合わせたい範囲を示すＡＦ（オートフォーカス）枠の位置を容易に設定するオートフォーカス装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、オートフォーカス（以下、ＡＦとする。）の方式として、一般的にコントラスト方式がよく用いられている。コントラスト方式は、撮像素子により取り込まれた被写体画像の画像信号（映像信号）から被写体画像のコントラストを検出し、そのコントラストが最も高くなるように撮影レンズのフォーカス（フォーカスレンズ）を制御することによって最良ピント状態に自動でピント合わせを行う方式である。
【０００３】
コントラスト方式のＡＦでは、カメラの撮像範囲（撮影範囲）をＡＦの対象範囲とするのではなく、撮像範囲のうちの一部の範囲にある被写体のみを対象とすることが多い。例えば、撮像素子によって有効に撮像された被写体画像の画像信号のうち、ＡＦの対象とする所定範囲の画像信号を抽出し、その抽出した範囲の画像信号に基づいてその画像のコントラストが最も高くなるようにフォーカスを制御している。これによってＡＦの対象が一部の範囲にある被写体に限定される。
【０００４】
なお、本明細書では、ＡＦの対象範囲をＡＦエリアといい、そのＡＦエリアの範囲を示す枠（ＡＦエリアの輪郭）をＡＦ枠というものとする。
【０００５】
従来、ＡＦ用にＡＦエリアの位置やサイズ、形状を設定するシステムにおいては、ジョイスティック等をカメラマンが操作して、ＡＦ枠をピントを合わせたい被写体に重ねるように移動して手動で設定していた（例えば、特許文献１等参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−２５５９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記従来技術のようにＡＦエリア（ＡＦ枠）を手動操作によって設定するのは面倒である。そこでＡＦ枠を自動的に設定することができれば便利であるが、ＡＦ枠を自動設定にした場合、なかなかカメラマンの意図するところにＡＦ枠を設定することができず、所望の位置にＡＦ枠を自動で設定することは容易ではないという問題がある。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、ＡＦシステムにおいてカメラマンがピントを合わせたい範囲にＡＦ枠を容易に自動で設定し、さらにその後被写体が画面上で移動した場合にはＡＦ枠の自動追尾をすることのできるオートフォーカス装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、カメラの撮影画面内においてピントを合わせるフォーカス操作手段と、前記フォーカス操作手段によるピント合わせの結果を示す前記撮影画面からベストピント状態の範囲を検出するベストピント範囲検出手段と、前記検出されたベストピント状態の範囲に対して、前記撮影画面のうちオートフォーカスによりピントを合わせる対象範囲であるＡＦエリアの範囲を示すＡＦ枠の位置を自動で設定するＡＦ枠自動設定手段と、を備えたことを特徴とするオートフォーカス装置を提供する。
【００１０】
これにより、ＡＦシステムにおいてカメラマンがピントを合わせたい範囲にＡＦ枠を容易に自動で設定することができる。
【００１１】
また、請求項２に示すように、前記ベストピント範囲検出手段は、前記撮影画面を複数の領域に分割し、各領域のピント状態を取得することにより前記ベストピント状態の範囲を検出することを特徴とする。
【００１２】
これにより、ベストピント状態の範囲を精度良く検出することができる。
【００１３】
また、請求項３に示すように、前記各領域のピント状態は、ベストピント状態、前ピン、後ピン又はボケの状態を含むことを特徴とする。
【００１４】
これにより、主要被写体を正確に検出することができる。
【００１５】
また、請求項４に示すように、前記ベストピント範囲検出手段は、撮影レンズに入射した被写体光からピント状態検出用に分離された被写体光を撮像素子で撮影して得られた映像信号に基づいて得られた被写体像の焦点評価値に基づいて前記ピント状態を取得することを特徴とする。
【００１６】
これにより、主要被写体よりもコントラストが高い被写体がある場合も、主要被写体を正確に検出することができる。
【００１７】
また、請求項５に示すように、前記ベストピント範囲検出手段が前記ＡＦ枠の位置を自動で設定した後、再度前記フォーカス操作手段が操作された場合には、前記ベストピント範囲検出手段は、前記フォーカス操作手段によるピント合わせの結果を示す前記撮影画面からベストピント状態の範囲を再度検出し、前記ＡＦ枠自動設定手段は、既に設定されていた前記ＡＦ枠の位置を、前記再度検出されたベストピント状態の範囲に移動することを特徴とする。
【００１８】
これにより、カメラマンが意図したところに容易にＡＦ枠を設定することができる。
【００１９】
また、請求項６に示すように、前記ＡＦ枠自動設定手段は、前記フォーカス操作手段によるピント合わせの結果によりＡＦ枠の位置を設定した後、画面上で被写体が移動した場合に、該被写体に対してＡＦ枠の自動追尾を行うことを特徴とする。
【００２０】
これにより、カメラマンがマニュアル操作を停止してＡＦ枠がそこで固定された後、被写体がその画面上で移動した場合には、ＡＦ枠の自動追尾を行うようにすることでピント合わせが容易となる。
【発明の効果】
【００２１】
以上説明したように、本発明によれば、ＡＦシステムにおいてカメラマンがピントを合わせたい範囲にＡＦ枠を容易に自動で設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明に係るオートフォーカス装置を用いたテレビカメラシステムの一実施形態の主要構成を示すブロック図である。
【図２】ＡＦ枠の例を示す説明図である。
【図３】ＡＦ枠操作部の例を示す説明図である。
【図４】撮影画面を示す説明図である。
【図５】図４の撮影画面内の各被写体のピント状態を模式的に示すグラフである。
【図６】本実施形態の作用を示すものであり、手動フォーカス操作が無い場合にＡＦ動作をするモードの例を示すフローチャートである。
【図７】カメラマンがマニュアル操作を停止した後、画面上で被写体が移動した場合にＡＦ枠の自動追尾をするモードの例を示すフローチャートである。
【図８】ＡＦ枠が固定された後、画面内で被写体が移動したときＡＦ枠を自動追尾する例を示す説明図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
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装置について詳細に説明する。
【００２４】
図１は、本発明に係るオートフォーカス装置を用いたテレビカメラシステムの一実施形態の主要構成を示すブロック図である。
【００２５】
図１に示すように、本実施形態のテレビカメラシステム１は、カメラヘッド（カメラ本体）１０、レンズ（レンズ装置）１２、ＡＦ枠操作部１４、フォーカス操作部１６、ズーム操作部１８及びビューファインダ２０を備えている。
【００２６】
カメラ本体１０は、放映用の映像を撮影し、所定形式の映像信号を出力又は記録媒体に記録するための映像撮像用撮像素子（例えば、ＣＣＤ）等を含んでいる。撮影レンズ（光学系）を備えたレンズ装置１２は、カメラ本体１０のレンズマウント部に着脱自在に装着される。
【００２７】
カメラ本体１０の撮像素子の撮像面にはレンズ装置１２の光学系によって被写体像が結像され、その被写体像が撮像素子によって順次光電変換される。そして、信号処理回路によって撮像素子から出力された信号に所要の信号処理が施される。これによって被写体の画像（映像）が撮影されると共にその映像の映像信号が生成される。
【００２８】
レンズ装置１２の撮影レンズには、図示は省略するが、その構成部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、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。
【００２９】
なお、本実施形態のようにオートフォーカス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、所定の可動部を操作者（カメラマン）の操作に従って電動駆動する場合には、図示しない操作手段（レンズ装置１２に接続されるコントローラの操作手段等）から操作者の操作に従って出力されるコントロール信号に基づいて可動部の動作が制御されるようになっているがその詳細は省略する。
【００３０】
レンズ装置１２のコネクタ（図示省略）には、ＡＦ枠操作部１４、フォーカス操作部１６、ズーム操作部１８が接続されている。
【００３１】
ＡＦ枠操作部１４は、詳しくは後述するが、ＡＦエリアの位置等を設定、変更するための操作部である。フォーカス操作部１６は、フォーカスに関する一般的な操作やＡＦエリア等に関する操作を行うための操作部である。また、ズーム操作部１８は、ズームに関する操作を行うための操作部である。
【００３２】
また、レンズ装置１２には、図示を省略するが、レンズ装置１２全体を統括制御するレンズＣＰＵ、オートフォーカス処理を実行するＡＦ処理部及びＡＦ用撮像回路等が搭載されている。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に配置されているものであり、撮像素子（ＣＣＤ等）や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。なお、ＡＦ用撮像回路の撮像素子をＡＦ用撮像素子という。また、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１０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１０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１０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１０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。
【００３３】
レンズ装置１２の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の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ＡＦの対象とする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被写体画像のコントラストの高低を示し、焦点評価値としてレンズＣＰＵに与えられる。
【００３４】
また、レンズ装置１２のレンズＣＰＵは、ＡＦエリアの範囲（輪郭）を示すＡＦ枠の情報（ＡＦ枠情報）をＡＦ枠操作部１４から取得してその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毎に（ＡＦ処理部で焦点評価値が求められる毎に）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）、すなわちＡＦエリア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をする。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。
【００３５】
また、カメラ本体１０には、ビューファインダ２０が取り付けられており、ビューファインダ２０には、カメラ本体１０からの映像信号が与えられ、カメラ本体１０で撮影されているリアルタイムの画像（映像）がビューファインダ２０の画面上に表示されるようになっている。また、ビューファインダ２０の画面上にはオートフォーカス（ＡＦ）の対象となるＡＦエリアの範囲を示すＡＦ枠２２等の情報も表示することができる。
【００３６】
図２にＡＦ枠の例を示す。図２において、符号３０はレンズ装置１２のＡＦ用撮像素子によって有効に撮像する被写体または被写体画像の範囲である撮像範囲を示す。図２に示すように、その撮像範囲３０に対してＡＦの対象範囲とするＡＦエリアを示すＡＦ枠３２が例えば矩形状の範囲内として設定されている。
【００３７】
なお、撮像範囲３０内におけるＡＦ枠３２の位置やサイズあるいは形状は、ＡＦ枠操作部１４から与えられるＡＦ枠情報によって変更することができる。また、図２の撮像範囲３０は、カメラ本体１０の撮像素子によって撮像された被写体画像（撮影画像）をビューファインダ２０の画面上に再生表示した場合のその撮影映像の画面範囲に相当する。
【００３８】
図３にＡＦ枠操作部１４の例を示す。図３はＡＦ枠操作部１４を示す平面図である。
【００３９】
図３に示すように、ＡＦ枠操作部１４は、ジョイスティック３４、ＡＦ枠形状設定スイッチ３６、ＡＦ枠サイズ設定スイッチ３８及びマニュアルフォーカス（ＭＦ）とオートフォーカス（ＡＦ）とを切り換えるＭＦ−ＡＦ切り換えスイッチ４０を備えている。
【００４０】
ジョイスティック３４は、撮影画面内においてＡＦ枠の位置を指定するための操作部材である。ＡＦ枠形状設定スイッチ３６は、ＡＦ枠の形状を設定するためのスイッチである。ＡＦ枠は、必ずしも図２に示すような矩形形状には限定されない。ＡＦ枠形状設定スイッチ３６を押す毎に様々な形状のＡＦ枠がビューファインダ２０の画面上に表示される。ＡＦ枠サイズ設定スイッチ３８は、ＡＦ枠のサイズを設定するものであり、押す毎にビューファインダ２０の画面上に表示されているＡＦ枠のサイズが切り換わるようになっている。
【００４１】
また、ＭＦ−ＡＦ切り換えスイッチ４０は、マニュアルフォーカス（ＭＦ）とオートフォーカス（ＡＦ）とを切り換えるスライドスイッチである。
【００４２】
図４は、撮影画面を示す説明図である。
【００４３】
図４に示すように、撮影画面５０は、複数の領域５０ａに分割されている。また、符号５２の太い矩形は、撮影画面５０内においてＡＦエリアを示すＡＦ枠である。
【００４４】
本実施形態のオートフォーカス装置は、撮影画面５０内の各領域５０ａ毎にピント状態を検出する。ピント状態は前述したように各領域５０ａ毎の焦点評価値を算出することにょって検出される。
【００４５】
なお、図４では、ベストピントの被写体を含む領域５０ａには、符号「０」、前ピンの被写体を含む領域５０ａには、符号「＋」、後ピンの被写体を含む領域５０ａには、符号「−」が表示されている。
【００４６】
なお、上記の「０」、「＋」及び「−」のいずれも表示されていない領域５０ａは、ピントが合っていない（ボケ）又は被写体が含まれていない領域である。
【００４７】
本実施形態におけるオートフォーカス装置の作用については、後述するが、図４において、いま例えば、操作者によるジョイスティック３４の操作により、ＡＦ枠５２が画面中央の主要被写体である人物５４の位置に設定されているとする。
【００４８】
このとき、ＡＦ枠操作部１４のＭＦ−ＡＦ切り換えスイッチ４０をＡＦ側にすると、ＡＦ枠５２内の主要被写体である人物５２がベストピントになるようにオートフォーカスが行われる。
【００４９】
そして、ＡＦ枠５２付近の被写体人物５２を含む領域５０ａ群はベストピント状態となり、「０」が表示される。また、撮影画面５０の右側奥の被写体である木５６を含む領域５０ａ群は後ピンとなり「−」が表示される。また、撮影画面５０の左側前の被写体５８は、コントラストが高い被写体（例えば、輝度差が大きい複数の色を含む物体など）は前ピンとなり「＋」が表示される。撮影画面５０の各領域５０ａのピント状態はレンズ装置１２のレンズＣＰＵによって検出され、ＲＡＭ等の記憶手段に記録される。
【００５０】
図５は、図４に示した撮影画面５０内の各被写体（人物５４、木５６、高コントラストの物体５８）のピント状態を模式的に示すグラフである。
【００５１】
図５において、横軸は、フォーカスレンズ群のフォーカス位置（左が至近（NEAR)、右が無限大∞）であり、縦軸は、焦点評価値である。特に符号Ｆは、現在のフォーカスレンズ位置を示す。
【００５２】
図５では、撮影画面５０の各領域５０ａ毎に検出された３つの被写体（人物５４、木５６、高コントラストの物体５８）の焦点評価値がそれぞれグラフＧ５４、Ｇ５６、Ｇ５８に示されている。
【００５３】
図５に示すように、主要被写体の人物５４の焦点評価値は他の被写体（木５６、高コントラストの物体５８）に比較して低いが、領域５０ａ毎にピント状態（ベストピント、前ピン、後ピン又はボケ等）を検出することにより、主要被写体の人物５４がベストピントとなるようにＡＦ枠５２を追尾することが可能となる。
【００５４】
以下、図６のフローチャートに沿って、本実施形態の作用を説明する。
【００５５】
本実施形態は、カメラマンがフォーカスを（手動で）操作して、狙っていた主要被写体にベストピントが合ったとすると、システム側でその合焦した範囲を、前述した撮影範囲を複数に分割した領域から検出し、例えばその検出した領域で構成される範囲の中心とＡＦエリアの中心とが一致するように、ＡＦ枠の位置を自動で設定するようにするものである。またさらに、その自動で設定されたＡＦ枠の位置がカメラマンが意図した位置ではない場合には、意図する位置にＡＦ枠が設定されるまで、カメラマンはフォーカス操作を継続することができるようにしたものである。
【００５６】
図６は、手動フォーカス操作が無い場合にＡＦ動作をするモードの例を示すフローチャートである。
【００５７】
まず図６のステップＳ１００において初期設定をした後、ステップＳ１０２において、ＡＦ以外の処理を行う。
【００５８】
次に、ステップＳ１０４において、カメラマンが手動でフォーカス操作をしているか否か判断する。これはフォーカス操作部１６からの信号を受けてレンズ装置１２のレンズＣＰＵで判断する。
【００５９】
ステップＳ１０４において、手動でフォーカス操作が行われていた場合には、次のステップＳ１０６でＡＦ枠の設定は自動で行われるように設定されているか判断する。これは、ＡＦ枠操作部１４のＭＦ−ＡＦ切り換えスイッチ４０がＭＦかＡＦのいずれに設定されているかをレンズ装置１２のレンズＣＰＵによって判断する。
【００６０】
ここで、ＡＦ枠設定が自動の場合には、次のステップＳ１０８で、カメラマンのフォーカス操作によってベストピントとなった画面上の位置を検出する。上述したように、撮影範囲を分割した各領域におけるピント状態は、レンズ装置１２のレンズＣＰＵで検出される。これによりカメラマンのフォーカス操作によりベストピント状態「０」となった画面上の位置が検出される。
【００６１】
次にステップＳ１１０において、上で検出された画面上でのベストピントの位置に基づいて、レンズ装置１２のレンズＣＰＵにより、例えば図４に示すようにＡＦ枠５２が自動的に設定される。このようにして一度設定されたＡＦ枠５２はその後ずっと表示され、ベストピント位置が移動するとそれに応じて移動される。その後は再びステップＳ１０２に戻る。
【００６２】
ＡＦ枠のサイズや形状は、ベストピントの領域に応じて自動的に決定しても良いし、予め決まったサイズ、形状とし、ベストピント領域の中心とＡＦ枠の中心とが一致するように移動しても良い。
【００６３】
また、ステップＳ１０４において、カメラマンによる手動フォーカス操作がないと判断された場合には、ステップＳ１１２において、カメラマンが自分でＡＦ枠操作部１４のジョイスティック３４を操作して（それまで撮影画面に表示されていた）ＡＦ枠を自分の意図する位置へ移動する。このとき、ＡＦ枠操作部１４を介して、ＡＦ枠の位置だけでなくＡＦ枠のサイズや形状も変更することができる。
【００６４】
このようにカメラマンによってＡＦ枠が移動されて、新たなＡＦ枠の位置が決定されると、次のステップＳ１１４において、そのＡＦ枠の範囲（ＡＦエリア）がベストピントとなるようにＡＦが作動される。その後は、再びステップＳ１０２に戻る。
【００６５】
また、ステップＳ１０６において、カメラマンが手動でフォーカス操作を行い主要被写体に合焦させたが、ＡＦ枠の設定が自動でない場合、すなわち、ＡＦ枠操作部１４のＭＦ−ＡＦ切り換えスイッチ４０がＭＦ側に設定されている場合には、マニュアルでＡＦ枠を設定する必要があるので、ステップＳ１１６において、カメラマンはＡＦ枠操作部１４のジョイスティック３４を操作して自分でＡＦ枠を設定する。その後は再びステップＳ１０２に戻る。
【００６６】
このように、本実施形態では、基本的に、ステップＳ１００からステップＳ１１０までの流れのように、カメラマンが手動で自分が撮りたい対象にピントを合わせると、システムがそのベストピントの位置を検出して自動的にＡＦ枠を設定するようにしている。
【００６７】
結局、カメラマンがフォーカスを操作することは通常の操作であり、容易である。そこでこのカメラマンのフォーカス操作によって合焦した範囲を検出して、その中心とＡＦエリア（ＡＦ枠）の中心を一致させるようにＡＦ枠の位置を設定するように構成するとＡＦ枠の位置設定が容易となる。
【００６８】
また、ステップＳ１１２のように、たとえＡＦ枠設定が自動モードとなっている場合でも、カメラマンがジョイスティック等でＡＦ枠を操作しようとした場合には、手動操作が優先されるようになっている。
【００６９】
これにより、自動で設定されたＡＦ枠の位置が、カメラマンの意図した位置ではなかった場合には、意図するところにＡＦ枠が設定されるまでフォーカス操作を継続して行うことができる。
【００７０】
また、ＡＦ枠の位置の候補が複数ある場合には、画面の中心に近い方や合焦面積の広い方、またコントラストの高い方にＡＦ枠の位置を自動設定するようにしてもよい。あるいは、その逆の方に自動設定するようにしてもよい。さらに、これらのどれを選ぶかを選択できるようにしてもよい。
【００７１】
また、フォーカスの操作方向によって優先順位を付けるようにしてもよい。例えば、同じ条件に近い２つの候補がある場合、無限大（∞）から至近（ＮＥＡＲ）の操作のときと、逆のときでＡＦ枠の位置の候補の選択順位に差を付けるようにしてもよい。
【００７２】
また、合焦面積に応じてＡＦエリアの面積や形状を自動設定できるように構成してもよい。
【００７３】
また、カメラマンが手動でＡＦ枠の位置を設定するとき、上述したようにＡＦ枠操作部１４のジョイスティック３４を操作するもの以外にも、例えば、ビューファインダ２０をタッチパネル式にしてもよい。このとき、カメラマンが手動でフォーカスを操作して、ベストピントの合ったところにカメラマンが触れるとそこにＡＦ枠が自動的に表示されるようにしてもよい。
【００７４】
フォーカス操作部１６は、カメラマンが手動で操作するフォーカス操作部材であり、レンズに対して遠隔でコントロールするフォーカスデマンドや、レンズ鏡胴に設けられたフォーカスリング等を含む。
【００７５】
また、カメラマンが手動でピントを合わせた被写体に自動的にＡＦ枠を移動させた後、被写体が移動するとその移動に追従するようにＡＦ枠を自動追尾させても良い。
【００７６】
すなわち、カメラマンがマニュアル操作を停止するとＡＦ枠はそこで固定され、その範囲の被写体に対してＡＦ動作が行われるが、もし被写体がその画面上で移動した場合には、ＡＦ枠の自動追尾を行うようにするものである。以下、この例について説明する。
【００７７】
図７は、カメラマンがマニュアル操作を停止した後、画面上で被写体が移動した場合にＡＦ枠の自動追尾をするモードの例を示すフローチャートである。
【００７８】
図７に示すフローチャートは、基本的には図６に示すフローチャートと同様であり、図６のフローチャートに対して、カメラマンがマニュアル操作を停止した後、被写体が画面上で移動した場合にＡＦ枠の自動追尾を行うようにする処理を追加したものである。
【００７９】
まず図７のステップＳ２００において初期設定をした後、ステップＳ２０２においてＡＦ以外の処理を行い、ステップＳ２０４においてカメラマンが手動でフォーカス操作をしているか否か判断する。
【００８０】
手動でフォーカス操作が行われていた場合には、次のステップＳ２０６においてＡＦ枠の設定が自動で行われるようになっているか判断し、ＡＦ枠の設定が自動の場合には、次のステップＳ２０８において画面上でベストピントの位置を検出し、次のステップＳ２１０においてベストピントの位置にＡＦ枠を設定する。
【００８１】
また、ＡＦ枠の設定が自動でない場合には、ステップＳ２１６においてカメラマンはＡＦ枠操作部１４のジョイスティック３４を操作て自分でＡＦ枠を設定する。
【００８２】
そして、いずれの場合も、その後ステップステップＳ２０２にもどる。ここまでの処理は図６における処理と同様である。
【００８３】
ステップＳ２０４において、カメラマンによる手動フォーカス操作がないと判断された場合の処理が、以下説明するように図６の場合とは若干異なっている。
【００８４】
すなわち、ステップＳ２０４において、手動フォーカス操作がないと判断された場合には、ステップＳ２１１において、カメラマンによるジョイスティック３４の操作が有るか否か判断する。
【００８５】
そして、カメラマンによるジョイスティック３４の操作がないと判断された場合には、カメラマンによるマニュアル操作が停止されたので、そこでＡＦ枠は固定され、ステップＳ２１３において、被写体の移動に伴いＡＦ枠を自動で追尾させる処理が開始される。
【００８６】
すなわち、例えば図８に示すように、その画面上で被写体が移動した場合には、ＡＦ枠をその被写体の移動に合わせて自動追尾する。例えば図８に示すように、被写体の顔にＡＦ枠を設定し、パターンマッチングあるいは予め登録された顔画像に基づいて被写体の顔認証を行い、画面内における被写体の移動に合わせてＡＦ枠を自動追尾させる。そしてステップＳ２１４に進み、そのＡＦ枠の範囲がベストピントとなるようにＡＦが作動される。
【００８７】
また、ステップＳ２１１において、カメラマンによるジョイスティック３４の操作がない場合には、次のステップＳ２１２において、カメラマンがジョイスティック３４を操作してＡＦ枠を移動する。そして、ステップＳ２１４において、そのＡＦ枠の範囲がベストピントとなるようにＡＦが作動される。
【００８８】
その後は再びステップＳ２０２に戻り、以上の処理が繰り返される。
【００８９】
以上、本発明のオートフォーカス装置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。
【符号の説明】
【００９０】
１…テレビカメラシステム、１０…カメラヘッド（カメラ本体）、１２…レンズ（レンズ装置）、１４…ＡＦ枠操作部、１６…フォーカス操作部、１８…ズーム操作部、２０…ビューファインダ、２２、３２、５２…ＡＦ枠、３０…撮像範囲、３４…ジョイスティック、３６…ＡＦ枠形状設定スイッチ、３８…ＡＦ枠サイズ設定スイッチ、４０…ＭＦ−ＡＦ切り換えスイッチ、５０…撮影画面
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カメラの撮影画面内においてピントを合わせるフォーカス操作手段と、
前記フォーカス操作手段によるピント合わせの結果を示す前記撮影画面からベストピント状態の範囲を検出するベストピント範囲検出手段と、
前記検出されたベストピント状態の範囲に対して、前記撮影画面のうちオートフォーカスによりピントを合わせる対象範囲であるＡＦエリアの範囲を示すＡＦ枠の位置を自動で設定するＡＦ枠自動設定手段と、
を備えたことを特徴とするオートフォーカス装置。
【請求項２】
前記ベストピント範囲検出手段は、前記撮影画面を複数の領域に分割し、各領域のピント状態を取得することにより前記ベストピント状態の範囲を検出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装置。
【請求項３】
前記各領域のピント状態は、ベストピント状態、前ピン、後ピン又はボケの状態を含むことを特徴とする請求項２に記載のオートフォーカス装置。
【請求項４】
前記ベストピント範囲検出手段は、撮影レンズに入射した被写体光からピント状態検出用に分離された被写体光を撮像素子で撮影して得られた映像信号に基づいて得られた被写体像の焦点評価値に基づいて前記ピント状態を取得することを特徴とする請求項２または３に記載のオートフォーカス装置。
【請求項５】
前記ベストピント範囲検出手段が前記ＡＦ枠の位置を自動で設定した後、再度前記フォーカス操作手段が操作された場合には、前記ベストピント範囲検出手段は、前記フォーカス操作手段によるピント合わせの結果を示す前記撮影画面内からベストピント状態の範囲を再度検出し、
前記ＡＦ枠自動設定手段は、既に設定されていた前記ＡＦ枠の位置を、前記再度検出されたベストピント状態の範囲に移動することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のオートフォーカス装置。
【請求項６】
前記ＡＦ枠自動設定手段は、前記フォーカス操作手段によるピント合わせの結果によりＡＦ枠の位置を設定した後、画面上で被写体が移動した場合に、該被写体に対してＡＦ枠の自動追尾を行うことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のオートフォーカス装置。
【請求項１】
カメラの撮影画面内においてピントを合わせるフォーカス操作手段と、
前記フォーカス操作手段によるピント合わせの結果を示す前記撮影画面からベストピント状態の範囲を検出するベストピント範囲検出手段と、
前記検出されたベストピント状態の範囲に対して、前記撮影画面のうちオートフォーカスによりピントを合わせる対象範囲であるＡＦエリアの範囲を示すＡＦ枠の位置を自動で設定するＡＦ枠自動設定手段と、
を備えたことを特徴とするオートフォーカス装置。
【請求項２】
前記ベストピント範囲検出手段は、前記撮影画面を複数の領域に分割し、各領域のピント状態を取得することにより前記ベストピント状態の範囲を検出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装置。
【請求項３】
前記各領域のピント状態は、ベストピント状態、前ピン、後ピン又はボケの状態を含むことを特徴とする請求項２に記載のオートフォーカス装置。
【請求項４】
前記ベストピント範囲検出手段は、撮影レンズに入射した被写体光からピント状態検出用に分離された被写体光を撮像素子で撮影して得られた映像信号に基づいて得られた被写体像の焦点評価値に基づいて前記ピント状態を取得することを特徴とする請求項２または３に記載のオートフォーカス装置。
【請求項５】
前記ベストピント範囲検出手段が前記ＡＦ枠の位置を自動で設定した後、再度前記フォーカス操作手段が操作された場合には、前記ベストピント範囲検出手段は、前記フォーカス操作手段によるピント合わせの結果を示す前記撮影画面内からベストピント状態の範囲を再度検出し、
前記ＡＦ枠自動設定手段は、既に設定されていた前記ＡＦ枠の位置を、前記再度検出されたベストピント状態の範囲に移動することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のオートフォーカス装置。
【請求項６】
前記ＡＦ枠自動設定手段は、前記フォーカス操作手段によるピント合わせの結果によりＡＦ枠の位置を設定した後、画面上で被写体が移動した場合に、該被写体に対してＡＦ枠の自動追尾を行うことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のオートフォーカス装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１０−９７１６７（Ｐ２０１０−９７１６７Ａ）
【公開日】平成２２年４月３０日（２０１０．４．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２３８３６（Ｐ２００９−２３８３６）
【出願日】平成２１年２月４日（２００９．２．４）
【出願人】（０００００５４３０）フジノン株式会社 (2,231)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年４月３０日（２０１０．４．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年２月４日（２００９．２．４）
【出願人】（０００００５４３０）フジノン株式会社 (2,231)
【Ｆターム（参考）】
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