JP3357628B2

JP3357628B2 - ビューファインダの制御装置およびテレビカメラ

Info

Publication number: JP3357628B2
Application number: JP10964799A
Authority: JP
Inventors: 英俊遠藤; 初夫北田; 昌春西村
Original assignee: Ikegami Tsushinki Co Ltd
Current assignee: Ikegami Tsushinki Co Ltd
Priority date: 1999-04-16
Filing date: 1999-04-16
Publication date: 2002-12-16
Anticipated expiration: 2019-04-16
Also published as: JP2000307903A; DE60040315D1; EP1045579A3; EP1045579A2; EP1045579B1; US6995798B1

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、テレビカメラで撮
像された映像を視認するためのビューファインダの制御
装置、ならびに、該ビューファインダの制御装置を載置
したテレビカメラに関するものである。

【０００２】さらに詳述すると、本発明は、特にテレビ
カメラに一体的に取り付けられた液晶型ビューファイン
ダを制御するのに好適なビューファインダの制御装置、
ならびに、該ビューファインダの制御装置を載置したテ
レビカメラに関するものである。

【０００３】

【従来の技術】近年に至っては、小型化された液晶表示
モニタの特性が向上するのに伴ない、画像モニタ一体型
の家庭用ビデオカメラなどが普及している（例えば、特
開平８−２３４６６号公報参照）。

【０００４】このような家庭用ビデオカメラでは、テレ
ビカメラの動きに連動して画像モニタの向きも変わるの
で、常に、操作者の眼と画像モニタの表示面とは向き合
った状態が維持される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、スタジ
オで使用されるテレビカメラに代表されるようなライブ
カメラ、あるいは、三脚に載置された携帯型ビデオカメ
ラなどでは、レンズ方向の動きに伴なって画像モニタの
位置も変化することになるので、カメラ操作者の顔面が
画像モニタと対向するように、顔面そのものを移動させ
なければならないか、その都度モニタの向きを修正する
必要があった。

【０００６】しかも、画像モニタの取り付け位置・表示
角度は、常に、テレビカメラの操作者にとって見易い最
適状態であるとは限らないので、必要に応じて、画像モ
ニタを手動で回動させなければならなかった。

【０００７】この種のようなテレビカメラにおいても、
従来の如く、ＣＲＴ型のモニタを備えている場合にはパ
ン・チルトの都度それほど見難いという問題は生じない
が、特に液晶表示器を画像モニタとして用いている場合
には、液晶表示器の視認特性が高性能化した現在とはい
え、正面から一定角度以上それると視認する画像が急激
に劣化するためモニタとしての役割を充分に果たせない
ので、より厳密な角度調節を常時行わなければならな
い、という煩わしさが生じる。

【０００８】換言すると、テレビカメラのパン・チルト
に伴なってレンズの方向が変化した場合には、常に、カ
メラ操作者の眼に対向するように画像モニタの角度が変
化することが望まれる所である。

【０００９】一方、被写体が有する特定の形あるいは色
を検知し、その動きを自動追尾する技術は数多く知られ
ているものの（例えば、特開平６−３０３１８号公報参
照）、テレビカメラの画像モニタをカメラ操作者の顔面
に常時対向させるようにした技術は、未だ知られていな
い。特に、テレビカメラでは、被写体が静止している場
合にもパン・チルトおよびカメラの位置（すなわち、高
さ方向）を変更する場合（図１０参照）があるので、従
来から知られている被写体の追尾技術を、そのままテレ
ビカメラのビューファインダに適用することはできな
い。

【００１０】よって、本発明の目的は上述の点に鑑み、
テレビカメラのパン・チルトに連動して、ビューファイ
ンダが常にテレビ操作者の顔面に向くようにしたビュー
ファインダの制御装置およびテレビカメラを提供するこ
とにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は、テレビカメラから出力される映像を視
認するためのビューファインダを制御する装置であっ
て、テレビカメラ操作者が有する特定の色部分を検出す
る検出手段と、前記検出手段からの検出出力に応答し
て、前記ビューファインダを該テレビカメラ操作者の顔
面に向ける駆動手段とを具備したものである。

【００１２】その他の本発明は、テレビカメラに取り付
けられたビューファインダの制御装置であって、テレビ
カメラ操作者が有する特定の色部分を検出する検出手段
と、前記特定の色部分における中央位置を演算する演算
手段と、演算された前記中央位置に基づいて、前記ビュ
ーファインダをパンおよび／またはチルトさせるための
モータを駆動する駆動手段とを具備したものである。

【００１３】ここで、上記の各ビューファインダの制御
装置において、前記検出手段は、前記ビューファインダ
に取り付けられているセンサ用小型カメラを有し、該セ
ンサ用小型カメラの出力に基づいて、前記テレビカメラ
操作者が有する特定の色部分を検出する。また、前記検
出手段は、テレビカメラ操作者が有する特定の色部分と
して、顔面の肌色部分を検出することが可能である。さ
らに、前記ビューファインダとして、液晶表示器を用い
るのが好適である。

【００１４】本発明に係るテレビカメラは、上記のビュ
ーファインダの制御装置を載置し、テレビカメラのパン
および／またはチルトに拘わりなく、常にテレビカメラ
操作者の顔面にビューファインダが対向するようにした
ものである。

【００１５】

【発明の実施の形態】図１は、本発明を適用したビュー
ファインダの全体的概念を示した説明図である。図２に
は、図１に示したビューファインダＶＦおよび関連要素
を拡大して示してある。これらの両図において、ＣＡは
テレビカメラ、ＬＥは撮像レンズ、ＶＦはフードＦ付き
の液晶ビューファインダである。ＳＥは、カメラマンの
顔面を撮像するためのセンサ（小型テレビカメラ）であ
る。ＰＭはパンモータであり、ビューファインダＶＦ自
体を水平方向に回転させる。ＴＭはチルトモータであ
り、カメラマンに対して最適の視認角度を与えるため
に、ビューファインダＶＦが水平面となす角度を変化さ
せる。

【００１６】このような構成を有するビューファインダ
ＶＦは、テレビカメラＣＡのパン（レンズＬＥの左右振
り）あるいはチルト（レンズＬＥの上下振り）に連動し
て、常に、ビューファインダＶＦがカメラマンの顔面に
向くような追随動作を行う。

【００１７】次に、斯かるビューファインダＶＦを実際
に動作させるための電気的構成を説明する。

【００１８】実施の形態１図３は、ビューファインダ制御回路の一例を示す。本図
において、ＳＥは図１および図２に示したセンサであ
り、カメラマンの顔面を捕捉している。２は肌色検出部
であり、センサＳＥから出力されるＲ・Ｇ・Ｂ信号に基
づき、カメラマンの肌色部分を検出した時にはハイレベ
ルの信号を出力する（その詳細は、図４を参照して後に
説明する）。４は中央位置演算部であり、肌色検出部２
から出力されるハイレベルの信号を入力して、カメラマ
ンの顔面中央位置を算出する（その詳細は、図５および
図６を参照して後に説明する）。６は３つのスタックＩ
Ｒ，Ｒ１，Ｒ２を有するメモリである（詳細は後に説明
する）。８は動き方向検出部であり、メモリ６の記憶値
に基づいてビューファインダＶＦをパン／チルトさせる
ための制御信号を形成する（その詳細は、図７を参照し
て後に説明する）。１０は、パンモータＰＭおよびチル
トモータＴＭを駆動するためのモータ駆動部である。Ｓ
Ｗ１およびＳＷ２は、マニュアルでビューファインダＶ
Ｆの位置を変更するためのマニュアル・スイッチであ
る。１２は切り換え器であり、マニュアル・スイッチＳ
Ｗ１およびＳＷ２を操作（右・左・上・下）すると、こ
の操作を優先的に選択して各モータＰＭ，ＴＭを回転さ
せる。なお、マニュアル・スイッチＳＷ１およびＳＷ２
から手を離してＯＦＦ状態としても、本装置による自動
追尾は、再度初期設定がされるまで開始しない。すなわ
ち、初期設定スイッチ（図示せず）が再度ＯＮとされた
時点で、切り換え器１２はモータ駆動部１０側の出力を
選択する。

【００１９】次に、肌色検出部２の詳細な動作を、図４
を参照しながら説明していく。

【００２０】図４は、肌色検出部２の詳細な回路構成を
示す。本図において、Ｒ・Ｇ・ＢはそれぞれセンサＳＥ
から出力されるＲ・Ｇ・Ｂ信号である。２１は増幅率が
Ｘ（Ｘは外部から設定可能）である増幅器、２２は増幅
率がＹ（Ｙは外部から設定可能）である増幅器、２３お
よび２４は減算器である。２５および２６は変換回路で
あり、減算器２３および２４から供給された信号レベル
が零のときには論理「０」の信号を、その他の時には論
理「１」の信号を発生する。２７はＮＯＴ入力付きＡＮ
Ｄ回路であり、センサＳＥが肌色を検出したときには、
ハイレベルの信号を出力する。

【００２１】次に、図４の動作原理を説明する。

【００２２】センサＳＥを用いて色相を特定するために
は、Ｒ・Ｇ・Ｂ信号の各レベルの比率を特定する必要が
ある。いま、対象となるカメラマンの顔面について、Ｒ
・Ｇ・Ｂ信号の各レベルの比率が、

【００２３】

【数１】Ｒ：Ｇ＝１：ＸＢ：Ｇ＝１：Ｙ・・・（１）であるとすると、

【００２４】

【数２】Ｇ＝Ｒ・ＸＧ＝Ｂ・Ｙ・・・（２）したがって、

【００２５】

【数３】Ｒ・Ｘ−Ｇ＝０Ｂ・Ｙ−Ｇ＝０・・・（３）となる。そこで、特定色（ここでは、肌色）について、

【００２６】

【数４】Ｒ：Ｇ：Ｂ＝ａ：ｂ：ｃ・・・（４）であるとすると、

【００２７】

【数５】Ｇ＝（ｂ／ａ）・ＲＧ＝（ｂ／ｃ）・Ｂ・・・（５）となる。よって、以上のことから、

【００２８】

【数６】Ｘ＝ｂ／ａＹ＝ｂ／ｃ・・・（６）となるようにＸおよびＹを設定したときに、式（３）が
成立する。すなわち、上記（６）式を満たすＸおよびＹ
を予め設定しておくことにより、特定色（ここでは、肌
色）を表すＲ・Ｇ・Ｂ信号を検出することができる。

【００２９】上記の検出原理を実際の回路に適用したの
が、図４に示した肌色検出部２である。すなわち、減算
器２３および減算器２４の出力は、それぞれ、（Ｒ・Ｘ
−Ｇ）および（Ｂ・Ｙ−Ｇ）となるので、式（３）の条
件を満たした時点で、ＡＮＤ回路２７からは、ハイレベ
ルの肌色検出信号が得られる。このハイレベルの肌色検
出信号が出力された時には、Ｒ：Ｇ：Ｂ＝ａ：ｂ：ｃと
なっている。

【００３０】なお、肌色の色相を表す値にある程度のば
らつき（許容範囲）を持たせるために、例えば本出願人
が開示した特開平５−２９２５１９号公報の図１に示さ
れているような、ウインドコンパレータを備えることも
可能である。また、カメラマンの個人差を考慮して、肌
色の色相を個別に設定することも可能である。

【００３１】再び、図３に戻り、中央位置演算部４の動
作を説明する。

【００３２】いま、図５の（Ａ）に示したようなカメラ
マンの顔がセンサＳＥで撮像されたものとする。する
と、肌色検出部２からの出力は、走査線Ｘ−Ｘ’につい
て、同図（Ｂ）のように顔面部分においてハイレベルを
呈する。このハイレベル部分の中点は、走査開始点（水
平同期信号）を基準として、（Ｔ₁＋Ｔ₂）／２で与えら
れる。ここで、Ｔ₁およびＴ₂は、走査開始点からの時間
である。

【００３３】顔面を通る全ての走査線について、同様な
中点を求め、それらを実線で結ぶと、図６に示すような
軌跡が得られる。そして、図６に示した軌跡の中点は、
（Ｙ₁＋Ｙ₂）／２で求めることができる。ここで、Ｙ₁
およびＹ₂は、それぞれ走査線の番号である。

【００３４】このようにして求めた軌跡の中点は、顔面
の中心部に相当するものとして扱う。すなわち、以上述
べた１フィールドでは、図６に示したｘ点が顔面の中心
部であると判断して、その位置情報を、次段のメモリ６
に書き込む。より具体的には、メモリ６のスタックＲ１
に現フィールドの顔面中心座標を書き込み、かつ、この
スタックＲ１に既に格納されていた顔面中心座標（１フ
ィールド前の顔面中心座標）は、スタックＲ２にシフト
させる。

【００３５】なお、上記の中心座標演算手法は、精密な
演算手法とは言い難いが、実際にはビューファインダＶ
Ｆのすぐ近くにカメラマンの顔があるので、実際の運用
上なんら問題は生じない。

【００３６】図７は、メモリ６のスタックＲ１およびス
タックＲ２に格納されている現フィールド中心座標（Ｒ
１）および前フィールド中心座標（Ｒ２）を概念的に説
明した図である。本図で示されている矢印が動きベクト
ルであるので、動き方向検出部８は、この動きベクトル
に対応したモータ制御信号をモータ駆動部１０に供給す
る。なお、実際に動きのない場合でも、正確には奇数フ
ィールドと偶数フィールドでは飛び越し走査に起因して
１走査線分の動きが見かけ上生じることになるが、動き
方向検出部８では、この種の動きは誤差範囲にあるもの
として無視する。

【００３７】かくして、モータ駆動部１０はパンモータ
ＰＭおよびチルトモータＴＭ（図１，図２参照）を回転
させ、カメラマンの顔面に自動追従するビューファイン
ダ駆動が行われる。

【００３８】但し、上記のビューファインダ駆動を開始
させるためには、すなわち顔面の自動追尾を開始させる
ためには、予めカメラマンがビューファインダＶＦの液
晶表示画面を正面から見込んでいる状態で初期設定スイ
ッチ（図示せず）を押下し、その時点での顔面中央座標
をメモリ６のスタックＩＲ（初期設定レジスタ）に書き
込む必要がある。したがって、この場合には、動き方向
検出部８が作動しないように指示を与える。また、スタ
ックＩＲに書き込まれた顔面中央座標は、次のフィール
ドにおける中央位置演算が実行されるまでに、スタック
Ｒ１にコピーされる。なお、スタックＩＲの記憶内容
は、再度の初期設定で更新されるまで、収束点として保
持される。

【００３９】実施の形態２図８は、他のビューファインダ制御回路を示す。本図に
おいて、図３と同じ構成要素には、図３と同一の符号を
付してある。すなわち、センサＳＥ、肌色検出部２、メ
モリ６、動き方向検出部８、モータ駆動部１０、マニュ
アル・スイッチＳＷ１およびＳＷ２、切り換え器１２、
パンモータＰＭ、チルトモータＴＭについては同一であ
るので、説明は省略する。

【００４０】図８において、新たに追加された構成要素
は、ＡＮＤ回路４０、輪郭抽出部４２、スムージング処
理部４４、最大値・最小値検出部４６、演算部４８であ
る。次に、これらの動作を説明する。

【００４１】ＡＮＤ回路４０には、センサＳＥからのＲ
・Ｇ・Ｂ信号および肌色検出部２からの肌色検出信号
（ハイレベル）が入力される。したがって、肌色検出部
２により肌色が検出された時のみ、輪郭抽出部４２から
輪郭信号が出力され、肌色部の輪郭が得られる。しか
し、この輪郭信号は高い周波数成分を有しているので、
常に連続した信号とはならない。そこで、この輪郭信号
をスムージング処理部４４に入力することにより、低域
濾波処理を施し、連続した肌色領域を形成する。

【００４２】この連続した肌色領域を表す信号は、最大
値・最小値検出部４６に入力される。すると、図９に示
すように、水平方向の最小値Ｘ₁および最大値Ｘ₂，垂直
方向の最小値Ｙ₁および最大値Ｙ₂が検出される。すなわ
ち、肌色領域を含んだ四角形Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄが検出され
る。

【００４３】この実施の形態では、四角形Ａ，Ｂ，Ｃ，
Ｄの対角線の交点ｚが顔面の中央位置であるものとし
て、その中央位置ｚのＸ座標およびＹ座標を、演算部４
８で求める。図９から明らかのように、Ｘ座標は（Ｘ₁
＋Ｘ₂）／２で与えられ、Ｙ座標は（Ｙ₁＋Ｙ₂）／２で
与えられる。

【００４４】以上述べた実施の形態によれば、図１０に
示すように、ドリーを操作してテレビカメラの高さを変
えた場合にも、ビューファインダＶＦは自動的にカメラ
マンの顔面を追尾するので、従来から手動で行われてい
たビューファインダの向き調整が不要となる。

【００４５】実施の形態３図１１は、チルトモータＴＭの取り付け位置を変更した
実施の形態を示す。図２では、ビューファインダＶＦの
基底部にチルトモータＴＭを取り付けてあるが、図１１
では、センサＳＥの反対側にチルトモータＴＭを取り付
けてある。図１２は、ビューファインダＶＦの液晶表示
面側から見た図である。

【００４６】実施の形態４図１３（側面図）および図１４（正面図）は、ビューフ
ァインダＶＦの上部にセンサＳＥを設け、且つ、ビュー
ファインダＶＦをパン・チルトさせるための駆動機構を
ジャバラＪ内に収納した状態を示している。

【００４７】実施の形態５図１５（側面図）および図１６（正面図）は、ビューフ
ァインダＶＦの取り付け位置が上下に移動可能となるよ
う、アームＡＲＭを設けたものである。すなわち、ビュ
ーファインダＶＦと基底部ＢＡＳＥとの間に、ビューフ
ァインダＶＦを支持するアームＡＲＭを設け、かつ、ア
ームＡＲＭが基底部ＢＡＳＥに対して摺動可能となる形
態としたものである。

【００４８】

【発明の効果】以上説明した通り、本発明によれば、テ
レビカメラのパン・チルトに連動して、画像モニタが常
にテレビ操作者の顔面に向くようにしたビューファイン
ダおよびテレビカメラを実現することができる。特に、
画像モニタとして液晶表示器を用いた場合には、正面か
ら一定の角度以上離れて液晶面を見込むと、画像の解像
度・明るさ・彩度等が劣化してビューファインダの目的
を充分に達成できないので、テレビ操作者の顔面に自動
追尾するビューファインダは格別な効果を招来するもの
である。特に、ドリーを操作してテレビカメラの高さを
変えた場合にも、ビューファインダは自動的にカメラマ
ンの顔面を追尾するので、従来から手動で行われていた
ビューファインダの向き調整が不要となる。しかも、簡
易な構成にも拘わらず、上記の自動追尾が可能となるの
で、コスト面からも、追従性という機能面からも、従来
からは想起し得なかった製品を提供することが可能にな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用したビューファインダの全体的概
念を示す説明図である。

【図２】図１に示したビューファインダＶＦおよび関連
要素を拡大して示す図である。

【図３】実施の形態１におけるビューファインダ制御回
路を示す図である。

【図４】図２に示した肌色検出部２の詳細な回路図であ
る。

【図５】実施の形態１において、顔面の中央位置を検出
するための説明図である。

【図６】実施の形態１において、顔面の中央位置を検出
するための説明図である。

【図７】動き方向検出のための説明図である。

【図８】実施の形態２におけるビューファインダ制御回
路を示す図である。

【図９】実施の形態２において、顔面の中央位置を検出
するための説明図である。

【図１０】ドリーを操作してテレビカメラの高さを変え
た場合にも、ビューファインダＶＦが自動的にカメラマ
ンの顔面を追尾する状態を示した説明図である。

【図１１】実施の形態３を示す斜視図である。

【図１２】実施の形態３を示す斜視図である。

【図１３】実施の形態４を示す側面図である。

【図１４】実施の形態４を示す正面図である。

【図１５】実施の形態５を示す側面図である。

【図１６】実施の形態５を示す正面図である。

【符号の説明】

ＣＡテレビカメラＬＥ撮像レンズＶＦフード付きの液晶ビューファインダＦフードＳＥカメラマンの顔面を撮像するためのセンサ（小
型テレビカメラ）ＰＭパンモータＴＭチルトモータ２肌色検出部４中央位置演算部６メモリ８動き方向検出部１０モータ駆動部１２切り換え器ＳＷ１，ＳＷ２マニュアル・スイッチ４０ＡＮＤ回路４２輪郭抽出部４４スムージング処理部４６最大値・最小値検出部４８演算部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平９−163212（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04N 5/225

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】テレビカメラから出力される映像を視認
するためのビューファインダを制御する装置であって、テレビカメラ操作者が有する特定の色部分を検出する検
出手段と、前記検出手段からの検出出力に応答して、前記ビューフ
ァインダを該テレビカメラ操作者の顔面に向ける駆動手
段とを具備したことを特徴とするビューファインダの制
御装置。
【請求項２】テレビカメラに取り付けられたビューフ
ァインダの制御装置であって、テレビカメラ操作者が有する特定の色部分を検出する検
出手段と、前記特定の色部分における中央位置を演算する演算手段
と、演算された前記中央位置に基づいて、前記ビューファイ
ンダをパンおよび／またはチルトさせるためのモータを
駆動する駆動手段とを具備したことを特徴とするビュー
ファインダの制御装置。
【請求項３】請求項１または２に記載のビューファイ
ンダの制御装置において、前記検出手段は、前記ビューファインダに取り付けられ
ているセンサ用小型カメラを有し、該センサ用小型カメ
ラの出力に基づいて、前記テレビカメラ操作者が有する
特定の色部分を検出することを特徴とするビューファイ
ンダの制御装置。
【請求項４】請求項１または２に記載のビューファイ
ンダの制御装置において、前記検出手段は、テレビカメラ操作者が有する特定の色
部分として、顔面の肌色部分を検出することを特徴とす
るビューファインダの制御装置。
【請求項５】請求項１〜４のいずれかに記載のビュー
ファインダの制御装置において、前記ビューファインダとして、液晶表示器を用いたこと
を特徴とするビューファインダの制御装置。
【請求項６】請求項１〜４のいずれかに記載のビュー
ファインダの制御装置を載置し、テレビカメラのパンお
よび／またはチルトに拘わりなく、常にテレビカメラ操
作者の顔面にビューファインダが対向するようにしたこ
とを特徴とするテレビカメラ。