CN108886582A - 摄像装置及聚焦控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种即使被摄体的形状为复杂及简单中的任一形状也能够适宜地对焦于被摄体的所希望的部位的摄像装置及聚焦控制方法。本发明的摄像装置具备：测距部(56)，测量以聚焦点为基准的第1区域中的多点的距离值；统计部(58)，计算表示所测量的多点的距离值的第1区域中的偏差的统计量；尺寸确定部(60)，根据所算出的统计量而确定以聚焦点为基准的第2区域的尺寸；对比度评价值计算部(62)，根据第2区域的图像而计算对比度评价值；及聚焦部(64)，使聚焦透镜移动到根据所算出的对比度评价值而确定的透镜位置。

Description

摄像装置及聚焦控制方法
技术领域
本发明涉及一种即使被摄体的形状为复杂及简单中的任一形状，也能够适宜地对焦于被摄体的所希望的部位的摄像装置及聚焦控制方法。
背景技术
以往，在搜索图像的对比度最大的聚焦透镜位置进行对焦的对比度AF(autofocus：自动对焦)中，若在图像内的对比度评价用聚焦区(也称作“聚焦区”)存在多个距离不同的被摄体像，则存在因受到远侧被摄体像的影响而难以适宜地对焦于近侧被摄体像的多个被摄体的远近冲突的问题，对这种远近冲突的问题提供有各种技术。
专利文献1中记载有如下技术：检测人的脸部，对该检测区域进行优先测距，由此能够可靠地对准焦点于人的脸部。
专利文献2中记载有如下技术：进行第1扫描(获取峰值位置扫描)，即，在从无限远至最接近的广范围内使聚焦透镜快速移动而获取峰值位置，从而检测多个被摄体的远近冲突，在检测出远近冲突的情况下，进行第2扫描(配合扫描)，即，在以最接近被摄体或脸部的峰值位置为中心的狭窄范围内使聚焦透镜慢速移动而再次获取峰值位置。在检测出脸部的情况下，能够配合该脸部的尺寸而变更测距区。
专利文献3中记载有：使用具备相位差检测像素组的成像元件，在包括多个相位差检测区的对比度评价区域内检测多个被摄体的远近冲突，在检测出远近冲突的情况下变更对比度评价区域，以包括最接近的被摄体及第二个最接近的被摄体的相位差检测区，且不包括其他相位差检测区。
专利文献4中记载有：使用立体相机在距离检测区域内检测多个被摄体的远近冲突，在检测出远近冲突的情况下变更距离检测区域，以使仅存在距离相等的被摄体，并进行图像恢复处理，以使所述距离检测区域的对比度成为最高。以往技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2001-304855号公报
专利文献2：日本特开2014-123069号公报
专利文献3：日本特开2009-115893号公报
专利文献4：日本特开2014-215506号公报
发明内容
发明要解决的技术课题
然而，即使被摄体的形状为复杂及单纯中的任一种形状，也难以能够适宜地对焦于被摄体的所希望的部位。
在专利文献1、2中记载的技术中能够检测脸部而对准焦点于该脸部，但无法对准焦点于除了脸部以外的被摄体。即，能够预先存储特定的被摄体的轮廓或组件(例如人的眼睛、鼻子、嘴)的形状及检测算法，并根据该存储的信息检测特定的被摄体并进行对准焦点，但预先存储所有被摄体的形状及检测算法是不现实的，因此难以适宜地对准焦点于任意的被摄体的所希望的部位。
并且，在专利文献2、3中记载的技术中，在摄影如图19所示的凹凸具有非常复杂的形状的被摄体的情况下，若在比以高分辨率要进行摄影的关注部位92更靠近前侧存在对比度高的非关注部位94，则导致对焦于该非关注部位94，里侧的关注部位92变得模糊。
并且，在摄影如图20所示的平坦形状的被摄体的情况下，为了避免照明等光反射的影响而进行适宜的对比度评价，则需要扩大聚焦区。
在专利文献4中记载的技术中，在比以高分辨率要进行摄影的关注部位更靠近前侧存在非关注部位的情况下进行图像恢复处理，以使该非关注部位的对比度变得最高，但有可能对里侧的关注部位无法适宜地进行图像恢复处理。并且，由于无法进行对比度AF，因此有可能无法得到例如无法适宜地识别出在混凝土材料及钢材中生成的微细损伤(例如宽度为0.1mm左右的细裂纹或龟裂)的图像。
本发明是鉴于这种情况而完成的，其目的在于提供一种即使被摄体的形状为复杂及单纯中的任一种形状也能够适宜地对焦于被摄体的所希望的部位的摄像装置及聚焦控制方法。
用于解决技术课题的手段
为了实现上述目的，本发明的第1方式所所涉及的摄像装置具备：摄像部，经由包括聚焦透镜的光学系统而拍摄被摄体；测距部，测量通过拍摄而得到的图像内的以聚焦点为基准的第1区域中的多点的距离值；统计部，计算表示被测量的多点的距离值在第1区域中的偏差的统计量；尺寸确定部，根据所算出的统计量，确定在图像内的对比度评价值的计算中使用的以聚焦点为基准的第2区域的尺寸；对比度评价值计算部，根据使聚焦透镜移动到多个透镜位置的各透镜位置而拍摄到的图像内的第2区域的图像，在每一个透镜位置计算对比度评价值；及聚焦部，使聚焦透镜移动到根据所算出的对比度评价值而被确定的透镜位置。
根据本方式，根据以聚焦点为基准的第1区域中的距离值的偏差，确定以聚焦点为基准的第2区域的尺寸，并根据该第2区域内的图像计算对比度值，因此在摄影复杂的形状的被摄体的情况、摄影比较简单且非平坦形状的被摄体的情况及摄影平坦形状的被摄体的情况中的任一情况下，能够适宜地对焦于被摄体的所希望的部位。
在本发明的第2方式所涉及的摄像装置中，通过统计量而表示的偏差越大，尺寸确定部越减小第2区域的尺寸。根据本方式，根据被摄体的形状的复杂程度而确定第2区域的尺寸，因此能够根据被摄体的形状的复杂程度而适宜地进行对准焦点。
在本发明的第3方式所涉及的摄像装置中，通过统计量而表示的偏差越小，尺寸确定部越增大第2区域的尺寸。根据本方式，根据被摄体的形状的简单程度而确定第2区域的尺寸，因此能够根据被摄体的形状的简单程度而适宜地进行对准焦点。
在本发明的第4方式所涉及的摄像装置中，统计部计算第1区域中的多点的距离值的分散或标准偏差作为统计量。
在本发明的第5方式所涉及的摄像装置中，统计部在多点的距离值中，以第1区域内的平均值、第1区域内的最频值及第1区域内的平坦面的距离值中的任一距离值为中心，计算统计量。
在本发明的第6方式所涉及的摄像装置中，对比度评价值计算部在被指示输入的聚焦点或聚焦点附近为中心的第2区域评价对比度。
在本发明的第7方式所涉及的摄像装置具备：区域判别部，其根据第1区域中的多点的距离值，判别在第1区域中排除第2区域的排除区域。根据本方式，能够以更高精度进行对准焦点。
在本发明的第8方式所涉及的摄像装置具备：摄像方向控制部，其在平摇方向、俯仰方向及滚动方向中的至少一方向上控制摄像部的摄像方向，摄像方向控制部根据聚焦点而控制摄像部的摄像方向。
在本发明的第9方式所涉及的摄像装置中，测距部为根据立体图像进行测距的立体相机及根据光而进行测距的光测距装置中的任一个。
在本发明的第10方式所涉及的摄像装置中，摄像部拍摄检查对象的结构物，作为聚焦点而接受表示检查对象的结构物的主要检查部位的指示输入。
在本发明的第11方式所涉及的聚焦控制方法包括：测量由摄像部经由包括聚焦透镜的光学系统而拍摄被摄体而得到的图像内的以聚焦点为基准的第1区域中的多点的距离值的步骤；计算表示被测量的多点的距离值在第1区域中的偏差的统计量的步骤；根据所算出的统计量而确定在对比度评价值的计算中使用的以聚焦点为基准的第2区域的尺寸的步骤；根据使聚焦透镜移动到多个透镜位置的各透镜位置而拍摄到的图像内的第2区域的图像，在每一个透镜位置计算对比度评价值的步骤；使聚焦透镜移动到根据所算出的对比度评价值而确定的透镜位置的步骤。
发明效果
根据本发明，即使在被摄体的形状为复杂及单纯中的任一种的情况下，也能够适宜地对焦于被摄体的所希望的部位。
附图说明
图1是表示第1实施方式中的摄像装置的结构例的框图。
图2是表示第1实施方式中的聚焦控制处理例的流程的流程图。
图3是在第1实施方式中的聚焦点的指示输入例的说明中所使用的说明图。
图4是表示复杂的形状的被摄体中的聚焦点、第1区域及第2区域的例子的说明图。
图5是表示比较简单的形状而非平坦形状的被摄体中的聚焦点、第1区域及第2区域的例子的说明图。
图6是表示平坦形状的被摄体中的聚焦点、第1区域及第2区域的例子的说明图。
图7是表示图4所示的复杂的形状的被摄体中的距离值的偏差例的曲线图。
图8是表示图5所示的比较简单而非平坦形状的被摄体中的距离值的偏差例的曲线图。
图9是表示图6所示的平坦形状的被摄体中的距离值的偏差例的曲线图。
图10是表示第2实施方式中的摄像装置的结构例的框图。
图11是表示第2实施方式中的聚焦控制处理例的流程的流程图。
图12是在第2实施方式中的聚焦点的指示输入例的说明中所使用的说明图。
图13是表示第3实施方式中的摄像装置的结构例的框图。
图14是表示第4实施方式中的摄像装置的结构例的框图。
图15是表示第5实施方式中的摄像装置的结构例的框图。
图16是表示第5实施方式中的聚焦控制处理例的流程的流程图。
图17是智能手机的外观图。
图18是表示图17所示的智能手机的结构例的框图。
图19是在说明本发明的课题中所使用的第1说明图。
图20是在说明本发明的课题中所使用的第2说明图。
具体实施方式
以下，根据附图，对本发明所涉及的摄像装置及聚焦控制方法进行说明。
[第1实施方式图1是表示第1实施方式中的摄像装置的结构例的框图。
图1所示的摄像装置10A包括：包括聚焦透镜的光学系统(第1光学系统12R、第2光学系统12L)；经由光学系统12R、12L而拍摄被摄体的摄像部(第1摄像部14R、第2摄像部14L)；与摄像装置10A的外部装置进行通信的通信部20；能够显示图像的显示部22；接受来自用户的指示输入的指示输入部24；与能够记录图像的记录介质的接口即介质接口26；存储程序及程序的执行所需信息的存储部28；及按照存储在存储部28中的程序而控制摄像装置10A的各部的控制部50。
包括光学系统12R、12L及摄像部14R、14L而构成立体相机32。立体相机32在多个视点上拍摄同一个被摄体，能够获取多个视点的图像(为立体图像)。由第1光学系统12R及第1摄像部14R来获取第1视点的图像，由第2光学系统12L及第2摄像部14L来获取第2视点的图像。
通信部20通过有线或无线的通信设备而构成。
通过显示部22及指示输入部24而构成显示输入部34。本例的显示输入部34通过所谓的触摸面板显示器而构成，该触摸面板显示器通过显示部22而显示图像，并通过指示输入部24而检测用户对图像的触摸操作。显示部22通过LCD(liquid crystal display：液晶显示器)等显示设备而构成。也可以使用OLED(organic light emitting diodes：有机发光二极管)显示器。指示输入部24在显示部22的画面上配置成覆盖显示部22的画面，并通过能够检测触摸位置的指点设备而构成。另外，也可以通过键盘及鼠标而构成指示输入部24。也可以使用语音输入设备、手势输入设备等其他输入设备。
介质接口26例如通过对存储卡进行记录处理及读取处理的输入输出设备而构成。
存储部28例如构成为包括ROM(read only memory：只读存储器)、RAM(randomaccess memory：随机存取存储器)及EEPROM(electrically erasa ble programmableread only memory：电可擦除可编程只读存储器)。也可以使用其他存储设备。
控制部50例如通过CPU(central processing unit：中央处理器)而构成。
控制部50构成为包括：透镜控制部52，控制光学系统12R、12L的透镜位置及光圈值；摄像控制部54，控制摄像部14R、14L；测距部56，测量以由摄像部14R、14L所得到的图像内的聚焦点为基准的基本聚焦区(以下，也称作“第1区域”)中的多点的距离值；统计部58，计算表示所测量的多点的距离值的基本聚焦区(第1区域)中的偏差的统计量；尺寸确定部60，根据所算出的统计量而确定对比度评价用聚焦区(以下，也称作“第2区域”)、且以聚焦点为基准的对比度评价用聚焦区的尺寸；对比度评价值计算部62，根据使光学系统12R、12L的聚焦透镜移动到多个透镜位置的各透镜位置而拍摄到的图像内的对比度评价用聚焦区(第2区域)的图像，在每一个透镜位置计算对比度评价值；及聚焦部64，使光学系统12R、12L的聚焦透镜移动到根据所算出的对比度评价值而确定的透镜位置。
本例的测距部56根据由第1摄像部14R拍摄被摄体而得到的第1视点的图像及由第2摄像部14L拍摄被摄体而得到的第2视点的图像，计算基本聚焦区(第1区域)中的多点的距离值，并生成距离图像。
本例的统计部58计算基本聚焦区(第1区域)中的多个距离值的分散(或标准偏差)作为表示距离值的偏差的统计量。
通过统计量而表示的距离值的偏差越大，本例的尺寸确定部60越减小对比度评价用聚焦区(第2区域)的尺寸。并且，通过统计量而表示的距离值的偏差越小，本例的尺寸确定部60越增大对比度评价用聚焦区(第2区域)的尺寸。
本例的对比度评价值计算部62通过透镜控制部52而使多个光学系统12R、12L中的至少一方的聚焦透镜移动，且通过摄像控制部54而控制多个摄像部14R、14L中的至少一方的拍摄，由此获取对比度评价用图像，从而计算该图像内的对比度评价用聚焦区(第2区域)中的对比度评价值。
本例的聚焦部64使用透镜控制部52使聚焦透镜移动到聚焦透镜的多个透镜位置中对比度评价值最大的透镜位置。本例的聚焦部64根据相对于从多个摄像部14R、14L中的至少一方的图像的对比度评价值，使多个光学系统12R、12L的各自的聚焦透镜移动。
图2是表示第1实施方式中的聚焦控制处理例(为本发明的聚焦控制方法的实施例)的流程的流程图。
本例中，由立体相机32的摄像部14R及14L来拍摄检查对象的结构物(例如桥梁、建筑物等)。结构物的老化能够根据龟裂和裂纹或腐蚀等损伤程度来进行判断。作为成为摄影对象的检查部位的例子，可以举出钢材的焊接部位及混凝土材料的表面等。例如关于龟裂及裂纹等损伤，宽度为0.1mm左右的微细的损伤至关重要，为了适宜地判断这种微细的损伤程度，适宜地对准焦点至关重要。
首先，由指示输入部24来接受聚焦点的指示输入(步骤S2)。本例中，由指示输入部24来接受表示检查对象的结构物的主要检查部位的指示输入作为聚焦点。
如图3所示，本例的显示部22显示利用摄像部14R或14L进行拍摄中的动画即即时预览动画LV。与通过手指等而被触摸操作的显示部22的画面上的位置对应的即时预览动画LV内的位置被识别为聚焦点FP。即，本例的指示输入部24将显示部22的画面上的坐标系中的指示输入位置(触摸位置)的坐标转换成图像的坐标系中的聚焦点FP的坐标。
接着，由测距部56测量以聚焦点FP为基准的基本聚焦区(第1区域FA1)中的多点的距离值(步骤S4)。本例的基本聚焦区为以聚焦点FP为中心的基本尺寸的聚焦区。基本尺寸例如为相对于显示部22的画面面积预先确定的比例(例如画面的30％)的尺寸。
本例的测距部56根据由第1摄像部14R来拍摄被摄体而得到第1视点的图像和由第2摄像部14L来拍摄被摄体而得到的第2视点的图像，计算基本聚焦区(图3的FA1)中的多点的距离值。本例的测距部56首先在由第1摄像部14R所得到的第1视点的图像和由第2摄像部14L所得到的第2视点的图像中进行对应点检测，接着，对每一个对应点计算视差量，根据该视差量而生成表示多点的距离值的距离图像。
接着，由统计部58根据所测量的多点的距离值而计算表示基本聚焦区(第1区域FA1)中的多点的距离值的偏差的统计量(步骤S6)。
本例的统计部58在基本聚焦区(第1区域FA1)中的多点的距离值中，以平均值、最频值及平坦面的距离值中的任一个为中心计算分散(或标准偏差)。“平坦面”例如为壁面等平坦形状的面，“平坦面的距离值”为表示直至“平坦面”为止的距离的值。
接着，由尺寸确定部60根据所算出的统计量而确定以聚焦点为基准的对比度评价用区(第2区域FA2)的尺寸(步骤S8)。本例的第2区域FA2为以由指示输入部24来指示输入的聚焦点FP为中心的区域。可以将以由指示输入部24来指示输入的聚焦点FP的附近为中心的区域设为第2区域FA2。
图4是表示复杂的形状的被摄体中聚焦点FP、第1区域FA1及第2区域FA2的例子。图5是表示为比较简单的形状而非平坦形状的被摄体中的聚焦点FP、第1区域FA1及第2区域FA2的例子。图6是平坦形状的被摄体中的聚焦点FP、第1区域FA1及第2区域FA2的例子。
图7是表示图4所示的复杂的形状的被摄体中的距离值的偏差的曲线图。
图8是表示图5所示的比较简单的形状而非平坦形状的被摄体中的距离值的偏差的曲线图。图9是表示图6所示的平坦形状的被摄体中的距离值的偏差的曲线图。本例的统计部58例如计算表示以距离值的平均值为中心的距离值的偏差(分散)的分散σ2(或标准偏差σ)作为统计量。如图4及图7所示，通过统计量而表示的偏差越大，本例的尺寸确定部60越减小第2区域FA2的尺寸。从而，在如图4所示的在复杂的形状之间例如存在平坦形状的焊接部位(为检查部位)的情况下，也能够设定能够适宜地判断与所述焊接部位对应的对比度的尺寸的第2区域FA2。并且，如图5、图6、图8及图9所示，通过统计量而表示的偏差越小，本例的尺寸确定部60越减小第2区域FA2的尺寸。从而，即使为如图5所示的比较简单而非平坦形状的检查部位，且即使为如图6所示的平坦形状的检查部位，也能够设定与该检查部位的简单程度对应的适宜的尺寸的第2区域FA2。第1区域FA1的尺寸为显示部22的画面尺寸的例如30％。图4所示的第2区域FA2的尺寸为显示部22的画面尺寸的例如2％。图5所示的第2区域FA2的尺寸为显示部22的画面尺寸的例如10％。图6所示的第2区域FA2的尺寸与第1区域FA1的尺寸相同。但第2区域FA2的尺寸并不限定于图4～图6所示的尺寸，只要根据统计量进行确定即可。
接着，由对比度评价值计算部62根据在聚焦透镜的多个透镜位置的各透镜位置拍摄到的图像(整体图像)内的对比度评价用聚焦区(第2区域FA2)的图像(部分图像)，在每一个透镜位置计算对比度评价值(步骤S10)。
接着，由聚焦部64根据多个透镜位置而确定对比度评价值最大的透镜位置(对焦位置)，使聚焦透镜移动到该透镜位置(步骤S12)。
在第1实施方式中，以立体相机32、控制部50及显示输入部34形成为一体的一体型摄像装置为例进行说明，但本发明并不限定于这种情况。
[第2实施方式在第2实施方式中，以能够远程操作立体相机32的分离型摄像装置为例进行说明。
图10是表示第2实施方式中的摄像装置的结构例的框图。另外，对与图1所示的第1实施方式的摄像装置相同的构成要件标注相同的符号，以下，省略已说明的内容。
图10所示的摄像装置10B构成为包括：立体相机(与图1所示的第1实施方式中的立体相机32相同)；移动机构72，能够使立体相机32在三个方向(彼此正交的X方向、Y方向及Z方向)上移动；云台机构74，能够在平摇方向及俯仰方向上变更立体相机32的摄像方向(为本发明中的“摄像方向控制部”的一方式)；及计算机装置78，远程控制立体相机32、移动机构72及云台机构74。另外，作为“摄像方向控制部”，本例中使用在平摇方向及俯仰方向上能够控制摄像方向的云台机构74，但也可以使用在滚动方向上能够控制摄像方向的机构。作为“摄像方向控制部”，可以使用在平摇方向、俯仰方向及滚动方向中的至少一方向上控制摄像方向的机构。远程控制对象即移动体76构成为包括立体相机32、移动机构72及云台机构74。移动体76例如为“机器人”。
计算机装置78可以例举平板电脑及智能手机等。用户使用计算机装置78能够远程指示输入立体相机32的位置、摄像方向、聚焦点及摄像条件。
本例的计算机装置78具备图1所示的通信部20、显示输入部34(显示部22及指示输入部24)、介质接口26、存储部28及控制部50。通信部20能够与移动体76进行无线通信。也可以进行有线通信。并且，图1所示的控制部50的构成要件(透镜控制部52、摄像控制部54、测距部56、统计部58、尺寸确定部60、对比度评价值计算部62及聚焦部64)中的一部分或全部可以安装于移动体76。
图11是表示第2实施方式中的聚焦控制处理例的流程的流程图。该聚焦控制处理由计算机装置78的控制部50按照存储在存储部28中的程序而执行。
首先，由控制部50内的摄像控制部54经由通信部20而对立体相机32设定即时预览动画的摄像条件(步骤S102)。立体相机32的光学系统12R、12L的F值(光圈值)例如被设定为“F10”。为了掌握聚焦区整体的距离分布，在即时预览动画的拍摄中，将景深设为比拍摄后述静态图像时大。
接着，由控制部50内的摄像控制部54用立体相机32开始拍摄即时预览动画，并由显示输入部34的显示部22开始输出即时预览动画(步骤S104)。例如以1920×1080点、60fps(frame per second：每秒帧数)、两个通道进行即时预览动画的拍摄、传输及输出。
接着，按照显示输入部34中的用户的指示输入，由移动机构72根据需要在X方向、Y方向及Z方向中的至少一个方向上使立体相机32的位置移动(步骤S106)。即，进行移动体76(本例中为机器人)的移动。
并且，按照显示输入部34中的用户的指示输入，由云台机构74根据需要在平摇方向及俯仰方向中的至少一个方向上变更立体相机32的摄像方向(步骤S108)。即，进行立体相机32的云台控制。
并且，由显示输入部34来接受聚焦点的指示输入(步骤S110)。本例中，在显示输入部34显示有即时预览动画，因此能够一边看该即时预览动画，一边进行指示输入聚焦点的操作。如图12所示，本例中，显示部22的画面上的聚焦点FP显示于固定在画面中央的位置，按照对指示输入部24的操作而控制移动机构72及云台机构74，由此立体相机32的位置(摄像位置)及摄像方向发生变化，即时预览动画LV在显示部22的画面上移动。即，聚焦点FP在存在立体相机32的实际空间上，按照对指示输入部24的操作而移动。
接着，由控制部50内的测距部56来摄入即时预览动画的1帧图像，以进行距离值测量(步骤S112)。从立体相机32输出视点不同的双系统的动画(双视点的动画)，因此可获取同一时刻的双视点的帧图像(立体图像)。
接着，由控制部50内的测距部56在帧图像中测量基本聚焦区(第1区域)中的多点的距离值(步骤S114)。
接着，由控制部50内的统计部58计算基本聚焦区中的多点的距离值的分散σ2(步骤S116)。本例中，计算基本聚焦区中的多点的距离值的平均值，并计算以该平均值为中心的基本聚焦区内的多点的距离值的分散σ2。
接着，由控制部50内的尺寸确定部60根据分散σ2而确定对比度评价用聚焦区(第2区域)的尺寸(步骤S120～S128)。图中阈值(第1阈值Th1、第2阈值Th2)为Th1＞Th2。并且，图中聚焦区的尺寸(小尺寸Sz1、中尺寸Sz2、大尺寸Sz3)为Sz1＜Sz2＜Sz3。
在所算出的分散σ2大于第1阈值Th1的情况下(步骤S120中为“是”的情况下)，将对比度评价用聚焦区的尺寸确定为小尺寸Sz1(步骤S122)。例如确定为显示输入部34的画面尺寸的“10％”。
在所算出的分散σ2为第1阈值Th1以下且大于第2阈值Th2的情况下(步骤S124中为“是”的情况下)，将对比度评价用聚焦区的尺寸确定为中尺寸Sz2(步骤S126)。例如确定为显示输入部34的画面尺寸的“20％”。在所算出的分散σ2为第2阈值Th2以下的情况下(步骤S124中为“否”的情况下)，将对比度评价用聚焦区的尺寸确定为大尺寸Sz3(步骤S128)。例如确定为显示输入部34的画面尺寸的“30％”。
接着，由控制部50内的摄像控制部54经由通信部20而对立体相机32设定静态图像的摄像条件(步骤S130)。例如光圈及曝光设定为“自动”(auto)。静态图像的拍摄中将光圈值设定为开启或开启附近(例如“F4”)，从而将景深设为比前述即时预览动画小，且将曝光时间设为比前述即时预览动画的拍摄短。即，能够以高精度获取对比度评价值，并且设定摄像条件，以便能够避免由振动引起的图像的抖动。
接着，由统计部58计算基本聚焦区(第1区域)内的距离值的代表值(例如平均值、最频值、平坦面的距离值等)(步骤S132)。
接着，由控制部50内的对比度评价值计算部62根据所算出的代表值而确定聚焦透镜的对焦位置的搜索范围(步骤S134)。即，确定聚焦透镜的透镜位置的移动范围。也可以一并确定聚焦透镜的透镜位置的移动间隔。
接着，通过控制部50内的摄像控制部54的控制，停止立体相机32中的即时预览动画的拍摄(步骤S136)。
接着，由对比度评价值计算部62及聚焦部64以所确定的尺寸(为步骤S120～S128中被确定的尺寸)且在所确定的搜索范围(为步骤S134中被确定的搜索范围)内执行对比度AF(autofocus)(步骤S138)。对比度评价值计算部62使用透镜控制部52使立体相机32的光学系统(12R及12L中的至少一方)的聚焦透镜在所确定的搜索范围内移动，并且使用摄像控制部54使立体相机32的摄像部(14R及14L中的至少一方)执行拍摄。并且，对比度评价值计算部62对聚焦透镜的每一个透镜位置计算通过立体相机32的拍摄而得到的图像内的对比度评价用聚焦区(第2区域)的对比度评价值，将对比度评价值成为最大的聚焦透镜的透镜位置确定为对焦位置。聚焦部64通过透镜控制部52而使立体相机32的聚焦透镜的透镜位置移动到被确定的对焦位置。
接着，由控制部50内的摄像控制部54使立体相机32拍摄静态图像(步骤S140)。
而且，由存储部28来存储(记录)通过立体相机32而拍摄的静态图像(步骤S142)。也可以通过介质接口26而使静态图像存储(记录)在记录介质(例如存储卡)中。也可以经由通信部20而对外部装置发送静态图像。
另外，对将机器人用作移动机构72的情况进行了说明，但本发明并不限定于上述例。例如也可以将被称作“无人驾驶飞行器”的无人飞机(UAV：unmanned aerial vehicle)用作移动机构72。即，能够在无人飞机上搭载云台机构74及立体相机32而设为移动体76。也可以省略云台机构74。
上述第1实施方式及第2实施方式中，以根据由立体相机32拍摄到的双视点图像计算多点的距离值的情况为例进行了说明，但本发明并不限定于该情况。
[第3实施方式在第3实施方式中，以TOF(time of flight：飞行时间)方式进行测距。
图13是表示第3实施方式中的摄像装置10C的结构例的框图。另外，对与图1所示的第1实施方式中的摄像装置10A相同的构成要件标注相同的符号，以下，省略已说明的内容。
图13中，从发光部11发光并在被摄体反射的光通过测距用光学系统12T而引导至测距用摄像部14T的受光面。发光部11例如通过发出红外光的红外线LED(light emittingdiode：发光二极管)而构成。测距用光学系统12T构成为包括将被摄体的反射光引导至测距用摄像部14T的受光面的透镜。测距用摄像部14T例如通过CMOS摄像传感器或CCD摄像传感器而构成。也可以使用激光测距仪进行测距。彩色摄像用光学系统12C包括聚焦透镜。彩色摄像用摄像部14C经由彩色摄像用光学系统12C而拍摄被摄体。
通过测距用发光部11、光学系统12T及摄像部14T和彩色摄像用光学系统12C及摄像部14C而构成TOF相机132。测距用发光部11、光学系统12T及摄像部14T为本发明中的光测距装置的一方式。
控制部150例如通过CPU而构成，包括进行TOF方式测距的测距部156而构成。本实施方式的测距部156根据测距用摄像部14T的摄像结果而获取与从发光部11发光至测距用摄像部14T受光为止的光的飞行时间对应的多点的距离值。
基于本例的摄像装置10C的聚焦控制处理与使用图2进行了说明的第1实施方式中的聚焦控制处理相同。然而，在距离值测量(图2的步骤S4)中，根据TOF相机132的测距用摄像部14T的摄像结果，通过TOF方式而计算多点的距离值。
在第3实施方式中，以TOF相机132、控制部50及显示输入部34形成为一体的一体型摄像装置的情况为例进行了说明，但本发明并不限定于这种情况。
[第4实施方式在第4实施方式中，以能够远程操作TOF相机132的分离型摄像装置为例进行说明。
图14是表示第4实施方式中的摄像装置的结构例的框图。另外，对与图1所示的第1实施方式的摄像装置10A、图10所示的第2实施方式的摄像装置10B及图13所示的第3实施方式的摄像装置10C相同的构成要件标注相同的符号，以下，省略已说明的内容。
图14所示的摄像装置10D构成为包括：移动机构72，能够使TOF相机132的位置在三个方向(彼此正交的X方向、Y方向、Z方向)上移动；云台机构74，能够在平摇方向及俯仰方向上变更TOF相机132的摄像方向(为本发明中的“摄像方向控制部”的一方式)；及计算机装置178，远程控制TOF相机132、移动机构72及云台机构74。作为“摄像方向控制部”，可以使用在平摇方向、俯仰方向及滚动方向中的至少一方向上控制摄像方向的机构。远程控制对象即移动体176构成为包括TOF相机132、移动机构72及云台机构74。移动体176例如为“机器人”。
计算机装置178可以例举平板电脑及智能手机等。用户能够使用计算机装置178远程指示输入TOF相机132的位置、摄像方向、聚焦点及摄像条件。并且，也可以将图13所示的控制部150的构成要件(透镜控制部52、摄像控制部54、测距部156、统计部58、尺寸确定部60、对比度评价值计算部62及聚焦部64)中的一部分或全部安装于移动体176。
另外，作为移动机构72，例如可以使用被称作“无人驾驶飞行器”的无人飞机(UAV：unmanned aerial vehicle)。即，能够在无人飞机上搭载云台机构74及TOF相机132而设为移动体176。也可以省略云台机构74。
基于本例的摄像装置10D的聚焦控制处理与使用图11进行了说明的第2实施方式中的聚焦控制处理相同。然而，在距离值测量(图11的步骤S114)中，根据TOF相机132的测距用摄像部14T的摄像结果，通过TOF方式而计算多点的距离值。
[第5实施方式图15是表示第5实施方式中的摄像装置的主要部分的结构例的框图。
本实施方式的控制部50(或150)具备区域判别部82，该区域判别部82根据基本聚焦区(第1区域)中的多点的距离值的测量结果，判别在基本聚焦区中排除对比度评价用聚焦区(第2区域)的排除区域。
另外，本实施方式的控制部50(或150)能够替换为从前述第1实施方式至第4实施方式中的控制部50(或150)。
图16是表示第5实施方式中的聚焦控制处理例的流程的流程图。另外，对与图2所示的第1实施方式中的聚焦控制处理例相同的步骤标注相同的符号，以下，省略已说明的内容。
在本实施方式中，根据基本聚焦区(第1区域)中的多点的距离值的测量结果，判别在基本聚焦区中排除对比度评价用聚焦区(第2区域)的排除区域(步骤S7)。
在步骤S8中，由尺寸确定部60将从基本聚焦区(第1区域)排除了排除区域的区域设为对比度评价用聚焦区(第2区域)，并确定该对比度评价用聚焦区的尺寸。
在基于区域判别部82的排除区域的判别中有各种方式。以下，举出排除区域的判别例。
第1，有如下方式：在多点的距离值中，将第1区域中的距离值的平均值或最频值进行比较，从而将距离值之差为阈值以上的区域判别为排除区域。
第2，有如下方式：在存在多点的距离值中，将与聚焦点非连续的区域判别为排除区域。即，判定聚焦点周边的距离值的连续性，将距离值超出一定值以上的区域判别为排除区域。
[智能手机的结构例图17是摄像装置及计算机装置的一例即智能手机30的外观图。图17所示的智能手机30具有平板状的框体502，在框体502的一面具备作为显示部的显示面板521和作为输入部的操作面板522成为一体的显示输入部520。并且，框体502具备扬声器531、麦克风532、操作部540及相机部541。另外，框体502的结构并不限定于此，例如也能够采用显示部和输入部独立的结构，或者能够采用折叠结构或具有滑动机构的结构。
图18是表示图17所示的智能手机30的结构例的框图。如图18所示，作为智能手机的主要的构成要件，具备无线通信部510、显示输入部520、通话部530、操作部540、相机部541、存储部550、外部输入输出部560、GPS(global positioning system：全球定位系统)接收部570、运动传感器部580、电源部590及主控制部501。并且，作为智能手机30的主要功能，具备经由基站装置和移动通信网而进行移动无线通信的无线通信功能。
无线通信部510按照主控制部501的指示而对容纳于移动通信网中的基站装置进行无线通信。使用该无线通信而进行语音数据、图像数据等各种文件数据、电子邮件数据等的收发、以及Web数据或流数据等的接收。
显示输入部520为所谓的触摸面板，其通过主控制部501的控制而显示图像(静态图像及动态图像)或字符信息等，从而以视觉的方式向用户传递信息，并且检测对所显示信息的用户操作，并且，具备显示面板521和操作面板522。
显示面板521将LCD(liquid crystal display：液晶显示器)、OLED(organiclight emitting diodes：有机发光二极管)显示器等用作显示设备。操作面板522为以能够视觉辨认的方式载置显示于显示面板521的显示面上的图像，并检测通过用户的手指或笔型输入装置而被操作的一个或多个坐标的设备。若通过用户的手指或笔型输入装置而操作该设备，则将因操作而产生的检测信号输出到主控制部501。接着，主控制部501根据所接收到的检测信号，检测显示面板521上的操作位置(坐标)。
如图17所示，智能手机30的显示面板521和操作面板522成为一体而构成显示输入部520，但操作面板522配置成完全覆盖显示面板521。在采用了该配置的情况下，操作面板522可以具备对除了显示面板521以外的区域也检测用户操作的功能。换言之，操作面板522可以具备与显示面板521重叠的重叠部分的检测区域(以下，称作显示区域)和除此以外的不与显示面板521重叠的外缘部分的检测区域(以下，称作非显示区域)。
另外，可以使显示区域的大小和显示面板521的大小完全一致，但无需一定使两者一致。并且，操作面板522可以具备外缘部分和除此以外的内侧部分这两个感应区域。进而，外缘部分的宽度根据框体502的大小等而被适宜地设计。另外，作为在操作面板522中采用的位置检测方式，可以举出矩阵开关方式、电阻膜方式、表面弹性波方式、红外线方式、电磁感应方式、静电电容方式等，也能够采用任一种方式。
通话部530具备扬声器531或麦克风532，将通过麦克风532而被输入的用户的语音转换成通过主控制部501而能够处理的语音数据并输入到主控制部501，或者将由无线通信部510或外部输入输出部560接收到的语音数据进行解密并从扬声器531输出。并且，如图17所示，例如将扬声器531搭载于与设置有显示输入部520的面相同的面上，能够将麦克风532搭载于框体502的侧面。
操作部540为使用了键开关等的硬件键，其接受来自用户的指示。例如如图17所示，操作部540为按钮式开关，其搭载于智能手机30的框体502的侧面，若用手指等按下则开启，若手指离开则通过弹簧等恢复力而成为关闭状态。
存储部550存储主控制部501的控制程序或控制数据、应用软件、将通信对方的名称或电话号码等建立对应关联的地址数据、收发电子邮件的数据、通过网页浏览而下载的Web数据、所下载的内容数据，并且临时存储流数据等。并且，存储部550由智能手机内置的内部存储部551和具有装卸自如的外部存储器插槽的外部存储部552构成。另外，构成存储部550的各个内部存储部551和外部存储部552使用闪存类型(flash memory type)、硬盘类型(hard disk type)、微型多媒体卡类型(multimedia card micro type)、卡类型存储器(例如MicroSD(注册商标)存储器等)、RAM(random access memory：随机存取存储器)、ROM(read only memory：只读内存)等存储介质而实现。
外部输入输出部560发挥与连接于智能手机30上的所有外部设备的接口的作用，用于通过通信等(例如通用串行总线(USB)等)或网络(例如因特网、无线LAN(local areanetwork：局域网)、蓝牙(bluetooth)(注册商标)、RFID(radio frequencyidentification：射频识别)、红外线通信(infrared data association：IrDA)(注册商标)、UWB(ultra wide band：超宽带)(注册商标)、紫蜂(ZigBee)(注册商标)等)而直接或间接地连接于其他外部设备。
作为连接于智能手机30上的外部设备，例如有：有线/无线头戴式耳机、有线/无线外部充电器、有线/无线数据端口、经由卡插槽而连接的存储卡(memory card)或SIM(subscriber identity module card：用户识别模块卡)/UIM(user identity modulecard：用户身份模块卡)卡、经由音频/视频I/O(input/output：输入/输出)端子而连接的外部音频/视频设备、无线连接的外部音频/视频设备、有线/无线连接的智能手机、有线/无线连接的个人电脑、有线/无线连接的PDA(personal digital assistant：个人数字助理)、耳机等。外部输入输出部能够将从这种外部设备接受到的传输数据传递至智能手机30内部的各构成要件，或者能够使智能手机30内部的数据传输到外部设备。
GPS接收部570按照主控制部501的指示而接收从GPS卫星ST1～STn发送的GPS信号，根据所接收到的多个GPS信号而执行测位运算处理，并检测包括智能手机30的纬度、经度、高度的位置。GPS接收部570在能够从无线通信部510或外部输入输出部560(例如无线LAN)获取位置信息时，也能够使用该位置信息而检测位置。
运动传感器部580例如具备3轴加速度传感器等，按照主控制部501的指示而检测智能手机30的物理移动。通过检测智能手机30的物理移动而检测智能手机30的移动方向或加速度。该检测结果被输出到主控制部501。
电源部590按照主控制部501的指示，向智能手机30的各部供应蓄存在电池(未图示)中的电力。
主控制部501具备微处理器，按照存储部550所存储的控制程序或控制数据进行工作，对智能手机30的各部进行总括控制。并且，主控制部501通过无线通信部510而进行语音通信或数据通信，因此具备控制通信系统的各部的移动通信控制功能和应用处理功能。
应用处理功能通过主控制部501按照存储部550所存储的应用软件进行工作而实现。作为应用处理功能，例如有控制外部输入输出部560而与对置设备进行数据通信的红外线通信功能、进行电子邮件的收发的电子邮件功能、浏览网页的网页浏览功能等。
并且，主控制部501具备根据接收数据或所下载的流数据等图像数据(静态图像或动态图像的数据)将影像显示于显示输入部520等的图像处理功能。图像处理功能是指如下功能：主控制部501将上述图像数据进行解密，并对该解密结果实施图像处理，从而将图像显示于显示输入部520。
进而，主控制部501执行对显示面板521的显示控制、以及检测通过操作部540及操作面板522进行的用户操作的操作检测控制。
通过执行显示控制，主控制部501显示用于启动应用软件的图标或滚动条等软件键，或者显示用于制作电子邮件的窗口。另外，滚动条是指软件键，其关于无法完全收进显示面板521的显示区域中的大的图像等，用于接受使图像的显示部分移动的指示。
并且，通过操作检测控制的执行，主控制部501检测通过操作部540进行的用户操作，通过操作面板522而接受对上述图标的操作、对上述窗口的输入栏的字符串的输入，或者接受通过滚动条进行的显示图像的滚动请求。
进而，通过操作检测控制的执行，主控制部501判定对操作面板522的操作位置是与显示面板521重叠的重叠部分(显示区域)，还是除此以外的不与显示面板521重叠的外缘部分(非显示区域)，具有对操作面板522的感应区域或软件键的显示位置进行控制的触摸面板控制功能。
并且，主控制部501也能够检测对操作面板522的手势操作，并根据检测到的手势操作而执行预先设定的功能。手势操作不是以往的简单的触摸操作，而是通过手指等而描绘轨迹，或者同时指定多个位置，或者组合这些并根据多个位置而描绘至少1个轨迹的操作。
相机部541是使用CMOS(complementary metal oxide semiconductor：互补型金属氧化物半导体)摄像传感器或CCD(charge coupled device：电荷耦合元件)摄像传感器等成像元件进行电子摄影的数码相机。并且，相机部541能够通过主控制部501的控制，将通过拍摄而得到的图像数据例如转换成JPEG(joint photographic coding experts group：联合图像专家组)等经压缩的图像数据，并记录在存储部550中，或者通过外部输入输出部560或无线通信部510而输出。在图1所示的智能手机30中，相机部541搭载于与显示输入部520相同的表面上，但相机部541的搭载位置并不限定于此，也可以搭载于显示输入部520的背面，或者可以搭载多个相机部541。另外，在搭载有多个相机部541的情况下，也能够切换供摄影的相机部541而单独进行摄影，或者能够同时使用多个相机部541进行摄影。
并且，相机部541能够利用于智能手机30的各种功能中。例如在显示面板521上显示利用相机部541获取的图像，或者作为操作面板522的操作输入之一，能够利用相机部541的图像。并且，当GPS接收部570检测位置时，也能够参考来自相机部541的图像而检测位置。进而，也能够参考来自相机部541的图像，而不使用3轴加速度传感器，或者并用3轴加速度传感器而判断智能手机30的相机部541的光轴方向，或者判断当前的使用环境。当然，也能够在应用软件中利用来自相机部541的图像。
此外，也能够在静态图像或动画的图像数据中附加由GPS接收部570获取的位置信息、由麦克风532获取的语音信息(也可以由主控制部等进行语音文本转换而成为文本信息)、由运动传感器部580获取的姿势信息等而记录在存储部550中，或者通过外部输入输出部560或无线通信部510而输出。
以上，对用于实施本发明的方式进行了说明，但本发明并不限定于上述实施方式及变形例，在不脱离本发明的主旨的范围内，能够进行各种变形。
符号说明
10A、10B、10C、10D-摄像装置，11-发光部，12C、12L、12R、12T-光学系统，14C、14L、14R、14T-摄像部，20-通信部，22-显示部，24-指示输入部，26-介质接口，28-存储部，30-智能手机，32-立体相机，34-显示输入部，50-控制部，52-透镜控制部，54-摄像控制部，56-测距部，58-统计部，60-尺寸确定部，62-对比度评价值计算部，64-聚焦部，72-移动机构，74-云台机构，76-移动体，78-计算机装置，82-区域判别部，92-关注部位，94-非关注部位，132-TOF相机，150-控制部，156-测距部，178-计算机装置，501-主控制部，502-框体，510-无线通信部，520-显示输入部，521-显示面板，522-操作面板，530-通话部，531-扬声器，532-麦克风，540-操作部，541-相机部，550-存储部，551-内部存储部，552-外部存储部，560-外部输入输出部，570-接收部，570-GPS接收部，580-运动传感器部，590-电源部，FA1-第1区域，FA2-第2区域，FP-聚焦点，LV-即时预览动画，ST1-GPS卫星，Sz1-小尺寸，Sz2-中尺寸，Sz3-大尺寸，Th1-第1阈值，Th2-第2阈值，σ-标准偏差，σ2-分散。

Claims (11)

1.一种摄像装置，其具备：
摄像部，经由包括聚焦透镜的光学系统而拍摄被摄体；
测距部，测量通过所述拍摄而得到的图像内的以聚焦点为基准的第1区域中的多点的距离值；
统计部，计算表示所述被测量的多点的距离值在所述第1区域中的偏差的统计量；
尺寸确定部，根据所述所算出的统计量，确定在所述图像内的对比度评价值的计算中使用的以聚焦点为基准的第2区域的尺寸；
对比度评价值计算部，根据使所述聚焦透镜移动到多个透镜位置的各透镜位置而拍摄到的图像内的所述第2区域的图像，在每一个所述透镜位置计算所述对比度评价值；及
聚焦部，使所述聚焦透镜移动到根据所述所算出的对比度评价值而确定的透镜位置。
2.根据权利要求1所述的摄像装置，其中，
通过所述统计量而表示的所述偏差越大，所述尺寸确定部越减小所述第2区域的尺寸。
3.根据权利要求1或2所述的摄像装置，其中，
通过所述统计量而表示的所述偏差越小，所述尺寸确定部越增大所述第2区域的尺寸。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的摄像装置，其中，
所述统计部计算所述第1区域中的所述多点的距离值的分散或标准偏差作为所述统计量。
5.根据权利要求4所述的摄像装置，其中，
所述统计部在所述多点的距离值中，以所述第1区域内的平均值、所述第1区域内的最频值及所述第1区域内的平坦面的距离值中的任一距离值为中心，计算所述统计量。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的摄像装置，其中，
所述对比度评价值计算部在被指示输入的聚焦点或所述聚焦点附近为中心的所述第2区域评价对比度。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的摄像装置，其具备：
区域判别部，根据所述第1区域中的所述多点的距离值，判别在所述第1区域中排除所述第2区域的排除区域。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的摄像装置，其具备：
摄像方向控制部，在平摇方向、俯仰方向及滚动方向中的至少一方向上控制所述摄像部的摄像方向，
所述摄像方向控制部根据所述聚焦点而控制所述摄像部的摄像方向。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的摄像装置，其中，
所述测距部为根据立体图像进行测距的立体相机及根据光而进行测距的光测距装置中的任一个。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的摄像装置，其中，
所述摄像部拍摄检查对象的结构物，
作为所述聚焦点而接受表示所述检查对象的结构物的主要检查部位的指示输入。
11.一种聚焦控制方法，其包括：
测量由摄像部经由包括聚焦透镜的光学系统而拍摄被摄体而得到的图像内的以聚焦点为基准的第1区域中的多点的距离值的步骤；
计算表示所述被测量的多点的距离值在所述第1区域中的偏差的统计量的步骤；
根据所述所算出的统计量而确定在图像内的对比度评价值的计算中使用的以所述聚焦点为基准的第2区域的尺寸的步骤；
根据使所述聚焦透镜移动到多个透镜位置的各透镜位置而拍摄到的图像内的所述第2区域的图像，在每一个所述透镜位置计算所述对比度评价值的步骤；
使所述聚焦透镜移动到根据所述所算出的对比度评价值而确定的透镜位置的步骤。
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