JP2001194579A - 赤外線撮像装置 - Google Patents
赤外線撮像装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 簡単な構成によって赤外線撮像装置のオート
フォーカスを実現する。 【解決手段】 フォーカスレンズ１１を光軸方向に駆動
するフォーカスレンズ駆動装置１５が設けられ、ディジ
タル信号処理回路１４は、フォーカスレンズ駆動装置１
５を制御することによってフォーカスレンズ１１を光軸
方向に所定ピッチで移動させながら、各フォーカスレン
ズ位置において赤外線検出センサ１２及びＡ／Ｄ変換器
１３を介して与えられる赤外線撮像情報から温度に関す
る評価値を算出し、得られたフォーカスレンズ位置と評
価値との関係からベストフォーカスを判定する。フォー
カスの対象となる被写体の予測可能な温度範囲を設定
し、ディジタル信号処理回路１４は、この温度範囲内に
ある温度の情報を有する画素の総数を前記評価値として
算出し、該評価値が極大又は極小となる位置をベストフ
ォーカスの位置と判定する。
フォーカスを実現する。 【解決手段】 フォーカスレンズ１１を光軸方向に駆動
するフォーカスレンズ駆動装置１５が設けられ、ディジ
タル信号処理回路１４は、フォーカスレンズ駆動装置１
５を制御することによってフォーカスレンズ１１を光軸
方向に所定ピッチで移動させながら、各フォーカスレン
ズ位置において赤外線検出センサ１２及びＡ／Ｄ変換器
１３を介して与えられる赤外線撮像情報から温度に関す
る評価値を算出し、得られたフォーカスレンズ位置と評
価値との関係からベストフォーカスを判定する。フォー
カスの対象となる被写体の予測可能な温度範囲を設定
し、ディジタル信号処理回路１４は、この温度範囲内に
ある温度の情報を有する画素の総数を前記評価値として
算出し、該評価値が極大又は極小となる位置をベストフ
ォーカスの位置と判定する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、赤外線撮像装置に
関し、詳しくはオートフォーカス機能を有する赤外線撮
像装置に関する。
関し、詳しくはオートフォーカス機能を有する赤外線撮
像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】被写体からの可視光線を用いる通常のビ
デオカメラでは、種々のオートフォーカス方式が提案さ
れ、製品化されている。例えば、カメラから被写体に向
けて光（赤外線）を発射し、被写体で反射してカメラに
戻ってきた光を受光して被写体までの距離を測定するア
クティブ方式、被写体からの可視光の位相差を利用する
パッシブ方式等がある。また、近年急激に普及してきた
ディジタルカメラでは、撮像素子から得られた映像信号
の演算処理によりフォーカスが合った状態を検出するイ
ンナーフォーカス方式が多く用いられている。
デオカメラでは、種々のオートフォーカス方式が提案さ
れ、製品化されている。例えば、カメラから被写体に向
けて光（赤外線）を発射し、被写体で反射してカメラに
戻ってきた光を受光して被写体までの距離を測定するア
クティブ方式、被写体からの可視光の位相差を利用する
パッシブ方式等がある。また、近年急激に普及してきた
ディジタルカメラでは、撮像素子から得られた映像信号
の演算処理によりフォーカスが合った状態を検出するイ
ンナーフォーカス方式が多く用いられている。
【０００３】インナーフォーカス方式は、例えば特開平
３−２６８５８５８号公報に開示されているように、映
像信号の輝度情報を高域通過フィルタ（ＨＰＦ）に通
し、得られた高域成分からエッジ成分を抽出し、これを
評価することによりフォーカスが合っているか否かを判
断する。このインナーフォーカス方式は、撮像素子から
得られた映像信号を利用してフォーカスの合否を検出す
るので、特別なセンサを必要とせず、しかもパララック
ス（視差）が少ないといった利点を有する。
３−２６８５８５８号公報に開示されているように、映
像信号の輝度情報を高域通過フィルタ（ＨＰＦ）に通
し、得られた高域成分からエッジ成分を抽出し、これを
評価することによりフォーカスが合っているか否かを判
断する。このインナーフォーカス方式は、撮像素子から
得られた映像信号を利用してフォーカスの合否を検出す
るので、特別なセンサを必要とせず、しかもパララック
ス（視差）が少ないといった利点を有する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
インナーフォーカス方式は、映像信号の輝度情報を用い
てフォーカスの合否を判断するので、得られる映像のコ
ントラストが少ない場合はさほど有効ではない。また、
赤外線ビデオカメラは輝度情報ではなく温度情報を抽出
して映像化するものであるから、上記のインナーフォー
カス方式をそのまま赤外線ビデオカメラに適用すること
はできない。
インナーフォーカス方式は、映像信号の輝度情報を用い
てフォーカスの合否を判断するので、得られる映像のコ
ントラストが少ない場合はさほど有効ではない。また、
赤外線ビデオカメラは輝度情報ではなく温度情報を抽出
して映像化するものであるから、上記のインナーフォー
カス方式をそのまま赤外線ビデオカメラに適用すること
はできない。
【０００５】輝度情報に代えて温度情報を用いることに
より、インナーフォーカス方式を赤外線ビデオカメラに
適用することが考えられる。しかし、赤外線ビデオカメ
ラの精度上の問題があり、このため、フォーカスの合否
に関して、温度境界におけるコントラスト（温度差）
が、可視光線の輝度の場合ほど明確でないという問題が
ある。
より、インナーフォーカス方式を赤外線ビデオカメラに
適用することが考えられる。しかし、赤外線ビデオカメ
ラの精度上の問題があり、このため、フォーカスの合否
に関して、温度境界におけるコントラスト（温度差）
が、可視光線の輝度の場合ほど明確でないという問題が
ある。
【０００６】そこで、本発明は、上記のような従来の問
題を解決し、簡単な構成によって赤外線撮像装置のオー
トフォーカスを実現することを目的とする。
題を解決し、簡単な構成によって赤外線撮像装置のオー
トフォーカスを実現することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明による赤外線撮像
装置は、被写体を含む撮像対象からの赤外線をフォーカ
スレンズを介して赤外線検出センサに集光し、赤外線検
出センサから得られた赤外線撮像情報を処理装置で処理
して得られたイメージを表示画面に表示する赤外線撮像
装置であって、前記フォーカスレンズを光軸方向に駆動
するフォーカスレンズ駆動装置が設けられ、前記処理装
置が、前記フォーカスレンズ駆動装置を制御することに
よって前記フォーカスレンズを光軸方向に所定ピッチで
移動させながら、各フォーカスレンズ位置において前記
赤外線撮像情報から温度に関する評価値を算出し、得ら
れたフォーカスレンズ位置と評価値との関係からベスト
フォーカスを判定するオートフォーカス処理を実行する
ことを特徴とする。このような構成により、赤外線撮像
装置におけるインナーオートフォーカスが可能となる。
装置は、被写体を含む撮像対象からの赤外線をフォーカ
スレンズを介して赤外線検出センサに集光し、赤外線検
出センサから得られた赤外線撮像情報を処理装置で処理
して得られたイメージを表示画面に表示する赤外線撮像
装置であって、前記フォーカスレンズを光軸方向に駆動
するフォーカスレンズ駆動装置が設けられ、前記処理装
置が、前記フォーカスレンズ駆動装置を制御することに
よって前記フォーカスレンズを光軸方向に所定ピッチで
移動させながら、各フォーカスレンズ位置において前記
赤外線撮像情報から温度に関する評価値を算出し、得ら
れたフォーカスレンズ位置と評価値との関係からベスト
フォーカスを判定するオートフォーカス処理を実行する
ことを特徴とする。このような構成により、赤外線撮像
装置におけるインナーオートフォーカスが可能となる。
【０００８】具体的な構成として、処理装置が、前記赤
外線撮像情報に含まれる全画素のうち、所定の温度範囲
内にある温度の情報を有する画素の総数を前記評価値と
して算出し、該評価値が極大又は極小となる位置をベス
トフォーカスの位置と判定する。例えば被写体にフォー
カスが合っていない状態では、被写体の周囲に被写体と
ほぼ同じ温度情報を有する画素で構成されたオーラ部が
形成されるので、所定の温度範囲内にある温度の情報を
有する画素の総数がベストフォーカス時より多くなる。
したがって、所定の温度範囲内にある温度の情報を有す
る画素の総数（評価値）が極小となる位置をベストフォ
ーカスの位置と判定することができる。
外線撮像情報に含まれる全画素のうち、所定の温度範囲
内にある温度の情報を有する画素の総数を前記評価値と
して算出し、該評価値が極大又は極小となる位置をベス
トフォーカスの位置と判定する。例えば被写体にフォー
カスが合っていない状態では、被写体の周囲に被写体と
ほぼ同じ温度情報を有する画素で構成されたオーラ部が
形成されるので、所定の温度範囲内にある温度の情報を
有する画素の総数がベストフォーカス時より多くなる。
したがって、所定の温度範囲内にある温度の情報を有す
る画素の総数（評価値）が極小となる位置をベストフォ
ーカスの位置と判定することができる。
【０００９】また、赤外線撮像情報の全領域のうちの特
定の領域を評価値算出の対象領域として設定する手段が
備えられ、前記処理装置は、前記対象領域に含まれる全
画素のうち、所定の温度範囲内にある温度の情報を有す
る画素の総数を前記評価値として算出し、該評価値が極
大又は極小となる位置をベストフォーカスの位置と判定
する。この構成によれば、画面の全領域ではなく、その
一部、例えば中央部を評価値算出の対象領域として設定
することができる。
定の領域を評価値算出の対象領域として設定する手段が
備えられ、前記処理装置は、前記対象領域に含まれる全
画素のうち、所定の温度範囲内にある温度の情報を有す
る画素の総数を前記評価値として算出し、該評価値が極
大又は極小となる位置をベストフォーカスの位置と判定
する。この構成によれば、画面の全領域ではなく、その
一部、例えば中央部を評価値算出の対象領域として設定
することができる。
【００１０】更に好ましい構成として、所定の温度範囲
として、フォーカスの対象となる被写体（例えば人体）
の予測可能な温度範囲を設定する。また、所定の温度範
囲として、フォーカスの対象となる被写体（例えば人
体）の予測可能な温度範囲を含まず、かつ、フォーカス
の対象とならない非被写体（例えば背景となる物体）の
予測可能な温度範囲を含まない温度範囲を設定する。
として、フォーカスの対象となる被写体（例えば人体）
の予測可能な温度範囲を設定する。また、所定の温度範
囲として、フォーカスの対象となる被写体（例えば人
体）の予測可能な温度範囲を含まず、かつ、フォーカス
の対象とならない非被写体（例えば背景となる物体）の
予測可能な温度範囲を含まない温度範囲を設定する。
【００１１】また、所定の温度範囲として、フォーカス
の対象とならない非被写体の予測可能な温度範囲を設定
する。前述のように、例えば被写体にフォーカスが合っ
ていない状態では、被写体の周囲に被写体とほぼ同じ温
度情報を有する画素で構成されたオーラ部が形成され
る。この結果、背景となる非被写体の温度範囲内にある
温度の情報を有する画素の総数がベストフォーカス時よ
り少なくなる。したがって、非被写体の予測可能な温度
範囲を所定の温度範囲として設定した場合は、この温度
範囲内にある温度の情報を有する画素の総数（評価値）
が極大となる位置をベストフォーカスの位置と判定すれ
ばよい。
の対象とならない非被写体の予測可能な温度範囲を設定
する。前述のように、例えば被写体にフォーカスが合っ
ていない状態では、被写体の周囲に被写体とほぼ同じ温
度情報を有する画素で構成されたオーラ部が形成され
る。この結果、背景となる非被写体の温度範囲内にある
温度の情報を有する画素の総数がベストフォーカス時よ
り少なくなる。したがって、非被写体の予測可能な温度
範囲を所定の温度範囲として設定した場合は、この温度
範囲内にある温度の情報を有する画素の総数（評価値）
が極大となる位置をベストフォーカスの位置と判定すれ
ばよい。
【００１２】また、前記評価値が極大又は極小となる位
置が複数得られたとき、それら複数の位置の中からベス
トフォーカスの位置を１つ選択する手段を備えている構
成が好ましい。
置が複数得られたとき、それら複数の位置の中からベス
トフォーカスの位置を１つ選択する手段を備えている構
成が好ましい。
【００１３】また、処理装置が、画面を複数の領域に分
割し、各領域ごとに所定の温度範囲内にある温度の情報
を有する画素の総数を算出し、該算出結果に基づいて、
フォーカスを合わせるべき領域を決定するフォーカス領
域自動決定処理を更に実行することが好ましい。
割し、各領域ごとに所定の温度範囲内にある温度の情報
を有する画素の総数を算出し、該算出結果に基づいて、
フォーカスを合わせるべき領域を決定するフォーカス領
域自動決定処理を更に実行することが好ましい。
【００１４】更に好ましくは、所定の温度範囲として、
フォーカスの対象となる被写体の予測可能な温度範囲を
設定し、前記処理装置が、所定の温度範囲内にある温度
の情報を有する画素の総数が最も多い領域を、フォーカ
スを合わせるべき領域として決定する。
フォーカスの対象となる被写体の予測可能な温度範囲を
設定し、前記処理装置が、所定の温度範囲内にある温度
の情報を有する画素の総数が最も多い領域を、フォーカ
スを合わせるべき領域として決定する。
【００１５】また、処理装置が、所定の温度範囲内にあ
る温度の情報を有する画素の総数を算出し、該算出結果
に基づいて、フォーカスを合わせるべき複数の領域を選
定して表示し、使用者が複数の領域の中から１つを決定
するように構成してもよい。
る温度の情報を有する画素の総数を算出し、該算出結果
に基づいて、フォーカスを合わせるべき複数の領域を選
定して表示し、使用者が複数の領域の中から１つを決定
するように構成してもよい。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。図１は、本発明の実施形態に係る赤
外線撮像装置の全体構成を示すブロック図である。赤外
線撮像装置１０は、フォーカスレンズ１１、赤外線検出
センサ１２、Ａ／Ｄ変換器１３、ディジタル信号処理回
路１４、フォーカスレンズ駆動装置１５、表示装置１６
を備えている。被写体の情報を含む赤外線がフォーカス
レンズ１１を通って赤外線検出センサ（イメージセン
サ）１２に結像する。赤外線検出センサ１２は、受光し
た赤外線情報を電気信号（アナログ信号）に変換しＡ／
Ｄ変換器１３に与える。Ａ／Ｄ変換器１３はアナログ信
号をディジタル信号に変換してディジタル信号処理回路
１４に与える。
基づいて説明する。図１は、本発明の実施形態に係る赤
外線撮像装置の全体構成を示すブロック図である。赤外
線撮像装置１０は、フォーカスレンズ１１、赤外線検出
センサ１２、Ａ／Ｄ変換器１３、ディジタル信号処理回
路１４、フォーカスレンズ駆動装置１５、表示装置１６
を備えている。被写体の情報を含む赤外線がフォーカス
レンズ１１を通って赤外線検出センサ（イメージセン
サ）１２に結像する。赤外線検出センサ１２は、受光し
た赤外線情報を電気信号（アナログ信号）に変換しＡ／
Ｄ変換器１３に与える。Ａ／Ｄ変換器１３はアナログ信
号をディジタル信号に変換してディジタル信号処理回路
１４に与える。
【００１７】ディジタル信号処理回路１４はコンピュー
タ等で構成され、入力された赤外線撮像信号（ディジタ
ル信号）から被写体のイメージを再現し、映像信号とし
て表示装置１６へ出力する。表示装置１６は、ＣＲＴ、
ＬＣＤ等で構成され、ディジタル信号処理回路１４から
与えられる映像信号にしたがって被写体の赤外線による
イメージを画面に表示する。また、ディジタル信号処理
回路１４は、Ａ／Ｄ変換器１３から入力されたディジタ
ル信号（被写体の赤外線撮像信号）に基づいて、フォー
カスレンズ駆動装置１５を介してフォーカスレンズ１１
を駆動するオートフォーカス制御をも実行する。
タ等で構成され、入力された赤外線撮像信号（ディジタ
ル信号）から被写体のイメージを再現し、映像信号とし
て表示装置１６へ出力する。表示装置１６は、ＣＲＴ、
ＬＣＤ等で構成され、ディジタル信号処理回路１４から
与えられる映像信号にしたがって被写体の赤外線による
イメージを画面に表示する。また、ディジタル信号処理
回路１４は、Ａ／Ｄ変換器１３から入力されたディジタ
ル信号（被写体の赤外線撮像信号）に基づいて、フォー
カスレンズ駆動装置１５を介してフォーカスレンズ１１
を駆動するオートフォーカス制御をも実行する。
【００１８】図２は、赤外線撮像装置のオートフォーカ
ス時の動作を示すブロック図である。デジタル信号処理
回路１４は、フォーカスを合わせるために、フォーカス
レンズを少しずつ移動させる指令２１をフォーカスレン
ズ駆動装置１５に与える。フォーカスレンズ駆動装置１
５は与えられた指令にしたがって、フォーカスレンズ１
１を光軸方向（矢印参照）に移動させる。フォーカスレ
ンズ１１が移動すると、その結果、フォーカスレンズ１
１を通って赤外線検出センサ１２に結像する被写体の赤
外線撮像情報が変化する。この変化はＡ／Ｄ変換器１３
を介してディジタル信号処理回路１４に与えられるディ
ジタル信号に反映される。
ス時の動作を示すブロック図である。デジタル信号処理
回路１４は、フォーカスを合わせるために、フォーカス
レンズを少しずつ移動させる指令２１をフォーカスレン
ズ駆動装置１５に与える。フォーカスレンズ駆動装置１
５は与えられた指令にしたがって、フォーカスレンズ１
１を光軸方向（矢印参照）に移動させる。フォーカスレ
ンズ１１が移動すると、その結果、フォーカスレンズ１
１を通って赤外線検出センサ１２に結像する被写体の赤
外線撮像情報が変化する。この変化はＡ／Ｄ変換器１３
を介してディジタル信号処理回路１４に与えられるディ
ジタル信号に反映される。
【００１９】デジタル信号処理回路１４は、与えられた
ディジタル信号（赤外線撮像情報）に基づいて以下に述
べる評価値を計算する。フォーカスレンズの移動可能範
囲又は指定された移動範囲内において、所定のピッチで
フォーカスレンズ１１を移動させながら、各位置での評
価値を計算する。その結果得られるフォーカスレンズの
位置に対する評価値の変化から、例えば評価値が極大又
は極小なる位置をベストフォーカス位置として求める。
ディジタル信号（赤外線撮像情報）に基づいて以下に述
べる評価値を計算する。フォーカスレンズの移動可能範
囲又は指定された移動範囲内において、所定のピッチで
フォーカスレンズ１１を移動させながら、各位置での評
価値を計算する。その結果得られるフォーカスレンズの
位置に対する評価値の変化から、例えば評価値が極大又
は極小なる位置をベストフォーカス位置として求める。
【００２０】上記の評価値として、例えば所定の温度範
囲内にある画素の総数を求める。赤外線撮像情報は、被
写体の各点（イメージの画素に対応する）の温度情報の
集合として二次元のイメージを形成するものである。そ
こで、被写体の注目温度近傍において下限温度Ｔlower
及び上限温度Ｔupperを設定し、この温度範囲内にある
画素数の総和を評価値として下式（数１）から求める。
囲内にある画素の総数を求める。赤外線撮像情報は、被
写体の各点（イメージの画素に対応する）の温度情報の
集合として二次元のイメージを形成するものである。そ
こで、被写体の注目温度近傍において下限温度Ｔlower
及び上限温度Ｔupperを設定し、この温度範囲内にある
画素数の総和を評価値として下式（数１）から求める。
【００２１】
【数１】
【００２２】式（数１）において、Ｅ（ｐ）はフォーカ
スレンズの位置（以下、レンズ位置という）ｐでの評価
値、Ｘは映像の幅（横方向サイズ）、Ｙは映像の高さ
（縦方向サイズ）、ｄ（ｘ，ｙ）は画素（ｘ，ｙ）での
温度（に相当する値）である。関数ｆ（ｔ）は、温度ｔ
がＴlower≦ｔ≦Ｔupperのときｆ（ｔ）＝１、それ以外
のときはｆ（ｔ）＝０となる。
スレンズの位置（以下、レンズ位置という）ｐでの評価
値、Ｘは映像の幅（横方向サイズ）、Ｙは映像の高さ
（縦方向サイズ）、ｄ（ｘ，ｙ）は画素（ｘ，ｙ）での
温度（に相当する値）である。関数ｆ（ｔ）は、温度ｔ
がＴlower≦ｔ≦Ｔupperのときｆ（ｔ）＝１、それ以外
のときはｆ（ｔ）＝０となる。
【００２３】したがって、上式（数１）によれば、温度
が下限温度Ｔlowerから上限温度Ｔu pperrの間にある画
素の総数である評価値Ｅ（ｐ）が算出される。この評価
値Ｅ（ｐ）が極小となる位置ｐをベストフォーカス位置
とする。フォーカスがずれていると、図３に示すよう
に、被写体３１の周りに被写体３１の温度に近いドーナ
ッツ状のオーラ部３２が感知されやすくなる。このと
き、下限温度Ｔlowerから上限温度Ｔupperrの温度範囲
に対応する部分が被写体３１の輪郭内から、オーラ部３
２の外縁まで広がり、この温度範囲内にある画素の総数
が多くなる。それゆえ、上述のように、温度が下限温度
Ｔlowerから上限温度Ｔupperrの間にある画素の総数で
ある評価値Ｅ（ｐ）が極小となる位置ｐをベストフォー
カスとすることにより、オートフォーカスが実行され
る。
が下限温度Ｔlowerから上限温度Ｔu pperrの間にある画
素の総数である評価値Ｅ（ｐ）が算出される。この評価
値Ｅ（ｐ）が極小となる位置ｐをベストフォーカス位置
とする。フォーカスがずれていると、図３に示すよう
に、被写体３１の周りに被写体３１の温度に近いドーナ
ッツ状のオーラ部３２が感知されやすくなる。このと
き、下限温度Ｔlowerから上限温度Ｔupperrの温度範囲
に対応する部分が被写体３１の輪郭内から、オーラ部３
２の外縁まで広がり、この温度範囲内にある画素の総数
が多くなる。それゆえ、上述のように、温度が下限温度
Ｔlowerから上限温度Ｔupperrの間にある画素の総数で
ある評価値Ｅ（ｐ）が極小となる位置ｐをベストフォー
カスとすることにより、オートフォーカスが実行され
る。
【００２４】上記の実施形態において、フォーカスがず
れていると被写体の画素が他の部分（すなわち非被写体
部）に分散すると考えることもできる。逆に非被写体部
の画素が被写体に分散して現れる可能性も考えられ、こ
の場合は式（数１）による簡単な計算のみでは、正確な
フォーカスが得られないことになる。そこで、次式（数
２）のように、注目温度の分散を考慮した評価値を計算
することが望ましい。
れていると被写体の画素が他の部分（すなわち非被写体
部）に分散すると考えることもできる。逆に非被写体部
の画素が被写体に分散して現れる可能性も考えられ、こ
の場合は式（数１）による簡単な計算のみでは、正確な
フォーカスが得られないことになる。そこで、次式（数
２）のように、注目温度の分散を考慮した評価値を計算
することが望ましい。
【００２５】
【数２】
【００２６】式（数２）では、注目温度の画素（ｘ，
ｙ）と他の注目温度の画素（ｗ，ｚ）との距離が考慮さ
れている。フォーカスが合えば被写体温度の分散が小さ
くなり、評価値Ｅ（ｐ）は一層小さくなる。したがっ
て、評価値Ｅ（ｐ）が最小となる位置ｐをベストフォー
カスとすることにより、オートフォーカスが実行され
る。
ｙ）と他の注目温度の画素（ｗ，ｚ）との距離が考慮さ
れている。フォーカスが合えば被写体温度の分散が小さ
くなり、評価値Ｅ（ｐ）は一層小さくなる。したがっ
て、評価値Ｅ（ｐ）が最小となる位置ｐをベストフォー
カスとすることにより、オートフォーカスが実行され
る。
【００２７】また、上記の実施形態は得られた赤外線映
像の全体を対象として、各画素の情報から評価値を求め
ているが、評価値を求める対象領域を絞ってもよい。例
えば図４に示すように、赤外線映像の全体のうち、左上
のコーナ位置Ｐstart（ｘsta rt，ｙstart）及び右下の
コーナ位置Ｐend（ｘend，ｙend）で規定される矩形領
域を評価値を求める対象領域とすれば、上式（数２）は
下式（数３）のようになる。
像の全体を対象として、各画素の情報から評価値を求め
ているが、評価値を求める対象領域を絞ってもよい。例
えば図４に示すように、赤外線映像の全体のうち、左上
のコーナ位置Ｐstart（ｘsta rt，ｙstart）及び右下の
コーナ位置Ｐend（ｘend，ｙend）で規定される矩形領
域を評価値を求める対象領域とすれば、上式（数２）は
下式（数３）のようになる。
【００２８】
【数３】
【００２９】を評価式とすることができる。この場合も
上述の処理と同じ処理によってオートフォーカスが実行
される。また、フォーカスの対象である被写体の温度範
囲だけでなく、フォーカスの対象とならない非被写体
（例えば背景となる物体）の温度範囲も分かっている場
合は、更に精密な評価値の算出による正確なオートフォ
ーカスが可能となる。すなわち、被写体の温度範囲をＴ
lower≦ｔ≦Ｔupperに設定し、非被写体の温度範囲をＲ
lower≦ｔ≦Ｒupperに設定した場合、下式（数４）から
評価値Ｅ（ｐ）を求める。
上述の処理と同じ処理によってオートフォーカスが実行
される。また、フォーカスの対象である被写体の温度範
囲だけでなく、フォーカスの対象とならない非被写体
（例えば背景となる物体）の温度範囲も分かっている場
合は、更に精密な評価値の算出による正確なオートフォ
ーカスが可能となる。すなわち、被写体の温度範囲をＴ
lower≦ｔ≦Ｔupperに設定し、非被写体の温度範囲をＲ
lower≦ｔ≦Ｒupperに設定した場合、下式（数４）から
評価値Ｅ（ｐ）を求める。
【００３０】
【数４】
【００３１】式（数４）において、関数Ｏ（ｔ）は、温
度ｔが被写体の温度範囲にも非被写体の温度範囲にも含
まれない場合、すなわち、ｔ＜Ｔlower又はＴupper＜ｔ
で、かつ、ｔ＜Ｒlower又はＲupper＜ｔのときにＯ
（ｔ）＝１となり、それ以外の場合（被写体の温度範囲
又は非被写体の温度範囲に含まれる場合）はＯ（ｔ）＝
０となる。したがって、式（数４）はフォーカスが合え
ば実存しないはずの温度情報を有する画素の総数を算出
していることになる。この算出結果である評価値Ｅ
（ｐ）が極小となる位置ｐをベストフォーカスとするこ
とにより、オートフォーカスが実行される。
度ｔが被写体の温度範囲にも非被写体の温度範囲にも含
まれない場合、すなわち、ｔ＜Ｔlower又はＴupper＜ｔ
で、かつ、ｔ＜Ｒlower又はＲupper＜ｔのときにＯ
（ｔ）＝１となり、それ以外の場合（被写体の温度範囲
又は非被写体の温度範囲に含まれる場合）はＯ（ｔ）＝
０となる。したがって、式（数４）はフォーカスが合え
ば実存しないはずの温度情報を有する画素の総数を算出
していることになる。この算出結果である評価値Ｅ
（ｐ）が極小となる位置ｐをベストフォーカスとするこ
とにより、オートフォーカスが実行される。
【００３２】また、非被写体の温度範囲のみが分かって
いる場合は、非被写体の温度範囲のみを設定して評価値
を求め、オートフォーカスを実行することが可能であ
る。つまり、非被写体の温度範囲をＲlower≦ｔ≦Ｒ
upperに設定した場合、式（数１）、式（数２）又は式
（数３）におけるｆ（ｔ）を値ｔがＲlower＜ｔ＜Ｒ
upperのときｆ（ｔ）＝１、それ以外のときはｆ（ｔ）
＝０として、評価値Ｅ（ｐ）を求める。この場合、フォ
ーカスが合えば図３に示したオーラ部３２が小さくな
り、その分だけ非被写体（被写体３１の背景部分）が広
くなる。したがって、評価値Ｅ（ｐ）が極大となる位置
ｐをベストフォーカスとすることにより、オートフォー
カスが実行される。
いる場合は、非被写体の温度範囲のみを設定して評価値
を求め、オートフォーカスを実行することが可能であ
る。つまり、非被写体の温度範囲をＲlower≦ｔ≦Ｒ
upperに設定した場合、式（数１）、式（数２）又は式
（数３）におけるｆ（ｔ）を値ｔがＲlower＜ｔ＜Ｒ
upperのときｆ（ｔ）＝１、それ以外のときはｆ（ｔ）
＝０として、評価値Ｅ（ｐ）を求める。この場合、フォ
ーカスが合えば図３に示したオーラ部３２が小さくな
り、その分だけ非被写体（被写体３１の背景部分）が広
くなる。したがって、評価値Ｅ（ｐ）が極大となる位置
ｐをベストフォーカスとすることにより、オートフォー
カスが実行される。
【００３３】例えば、面状の背景に対して被写体を含む
複数の物体が撮像範囲に含まれる場合、上述のようにし
て求めた評価値の極小値又は極大値が、フォーカスレン
ズの光軸方向での移動に伴って複数現れることがある。
この場合は、評価値Ｅ（ｐ）が極小値又は極大値になる
複数の位置のうち、例えば撮像装置に最も近い物体に対
応する位置をベストフォーカスとして決定するようにあ
らかじめ決めておく。あるいは、複数の位置をベストフ
ォーカスの候補として画面に表示し、使用者がその時点
で入力する条件（例えば撮像装置に最も近い、又は最も
遠い物体を選択）にしたがってベストフォーカスの位置
を選択するように構成してもよい。
複数の物体が撮像範囲に含まれる場合、上述のようにし
て求めた評価値の極小値又は極大値が、フォーカスレン
ズの光軸方向での移動に伴って複数現れることがある。
この場合は、評価値Ｅ（ｐ）が極小値又は極大値になる
複数の位置のうち、例えば撮像装置に最も近い物体に対
応する位置をベストフォーカスとして決定するようにあ
らかじめ決めておく。あるいは、複数の位置をベストフ
ォーカスの候補として画面に表示し、使用者がその時点
で入力する条件（例えば撮像装置に最も近い、又は最も
遠い物体を選択）にしたがってベストフォーカスの位置
を選択するように構成してもよい。
【００３４】次に、画面上のどの部分にフォーカスを合
わせるかを決定するためのフォーカス領域自動決定方法
の実施形態について説明する。図５は、本発明によるフ
ォーカス領域自動決定方法の一例を示している。画面５
１を複数の領域（図５では１６個の領域）に分割する。
そして、それぞれの領域内において、上述のような計算
により所定温度範囲にある画素の総数を算出し、所定の
温度範囲にある画素の総数が最も多い領域を、フォーカ
スを合わせるべき領域と決定する。図５の例では、被写
体５２が主としてハッチングされた領域５３に存在して
いる。したがって、被写体５２の温度が既知の場合は、
その温度を含む範囲を上記の所定温度範囲として設定す
ることにより、領域５３がフォーカスを合わせるべき領
域と決定されることになる。
わせるかを決定するためのフォーカス領域自動決定方法
の実施形態について説明する。図５は、本発明によるフ
ォーカス領域自動決定方法の一例を示している。画面５
１を複数の領域（図５では１６個の領域）に分割する。
そして、それぞれの領域内において、上述のような計算
により所定温度範囲にある画素の総数を算出し、所定の
温度範囲にある画素の総数が最も多い領域を、フォーカ
スを合わせるべき領域と決定する。図５の例では、被写
体５２が主としてハッチングされた領域５３に存在して
いる。したがって、被写体５２の温度が既知の場合は、
その温度を含む範囲を上記の所定温度範囲として設定す
ることにより、領域５３がフォーカスを合わせるべき領
域と決定されることになる。
【００３５】ただし、画面を分割する数、領域の形及び
大きさは上記の例に限らず任意に決めることができる。
中心領域に重みを与える方法を併用しても良い。また、
フォーカスの対象である被写体の温度範囲だけでなく、
フォーカスの対象とならない非被写体（例えば背景とな
る物体）の温度範囲も分かっている場合は、オートフォ
ーカス方法の実施形態で述べたのと同様に、被写体の温
度範囲及び非被写体の温度範囲を指定してもよい。この
場合、被写体の温度範囲にある画素の総数が最も多く、
かつ、非被写体の温度範囲にある画素の総数が最も少な
い領域を、フォーカスを合わせるべき領域と決定する。
大きさは上記の例に限らず任意に決めることができる。
中心領域に重みを与える方法を併用しても良い。また、
フォーカスの対象である被写体の温度範囲だけでなく、
フォーカスの対象とならない非被写体（例えば背景とな
る物体）の温度範囲も分かっている場合は、オートフォ
ーカス方法の実施形態で述べたのと同様に、被写体の温
度範囲及び非被写体の温度範囲を指定してもよい。この
場合、被写体の温度範囲にある画素の総数が最も多く、
かつ、非被写体の温度範囲にある画素の総数が最も少な
い領域を、フォーカスを合わせるべき領域と決定する。
【００３６】更に、被写体の温度範囲内の温度情報を有
する画素の総数が多い領域が画面内に複数存在する場合
が考えられる。例えば図６に示すように、被写体５２の
温度に近い温度の他の物体５４が画面内に存在する場合
である。この場合は、領域５３のみならず領域５５も所
定温度範囲（被写体の温度範囲）内の温度情報を有する
画素の総数が多くなる。そして、上記の画素の総数が最
も多い領域を選択したとき、領域５３が選択されずに領
域５５が選択される可能性もある。このような場合は、
フォーカスを合わせるべき領域を１つの領域まで自動的
に絞り込むのではなく、複数の候補領域を画面上に提示
し、使用者がポインティングデバイス等の入力装置を用
いて最終的に１つの領域を選択するように構成すること
が好ましい。
する画素の総数が多い領域が画面内に複数存在する場合
が考えられる。例えば図６に示すように、被写体５２の
温度に近い温度の他の物体５４が画面内に存在する場合
である。この場合は、領域５３のみならず領域５５も所
定温度範囲（被写体の温度範囲）内の温度情報を有する
画素の総数が多くなる。そして、上記の画素の総数が最
も多い領域を選択したとき、領域５３が選択されずに領
域５５が選択される可能性もある。このような場合は、
フォーカスを合わせるべき領域を１つの領域まで自動的
に絞り込むのではなく、複数の候補領域を画面上に提示
し、使用者がポインティングデバイス等の入力装置を用
いて最終的に１つの領域を選択するように構成すること
が好ましい。
【００３７】以上、本発明の実施形態を説明したが、本
発明は上記の実施形態に限らず、種々の形態で実施する
ことが可能である。
発明は上記の実施形態に限らず、種々の形態で実施する
ことが可能である。
【００３８】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明の赤外線
撮像装置によれば、処理装置が、フォーカスレンズ駆動
装置を制御することによってフォーカスレンズを光軸方
向に所定ピッチで移動させながら、各フォーカスレンズ
位置において赤外線撮像情報から温度に関する評価値を
算出し、得られたフォーカスレンズ位置と評価値との関
係からベストフォーカスを判定するので、特別な付加機
構を設けることなくオートフォーカスが実現する。
撮像装置によれば、処理装置が、フォーカスレンズ駆動
装置を制御することによってフォーカスレンズを光軸方
向に所定ピッチで移動させながら、各フォーカスレンズ
位置において赤外線撮像情報から温度に関する評価値を
算出し、得られたフォーカスレンズ位置と評価値との関
係からベストフォーカスを判定するので、特別な付加機
構を設けることなくオートフォーカスが実現する。
【００３９】特に、フォーカスの対象となる被写体の予
測可能な温度範囲を設定し、この範囲内にある温度の情
報を有する画素の総数を評価値として算出することによ
り、オートフォーカスが簡単な構成で実現される。
測可能な温度範囲を設定し、この範囲内にある温度の情
報を有する画素の総数を評価値として算出することによ
り、オートフォーカスが簡単な構成で実現される。
【００４０】更に、フォーカスの対象とならない非被写
体の温度範囲を予測可能である場合は、この温度範囲も
設定することにより、オートフォーカスの精度を上げる
ことができる。
体の温度範囲を予測可能である場合は、この温度範囲も
設定することにより、オートフォーカスの精度を上げる
ことができる。
【００４１】また、画面を複数の領域に分割し、各領域
ごとに所定の温度範囲内にある温度の情報を有する画素
の総数を算出し、該算出結果に基づいて、フォーカスを
合わせるべき領域を決定するフォーカス領域自動決定処
理をも実行することができる。
ごとに所定の温度範囲内にある温度の情報を有する画素
の総数を算出し、該算出結果に基づいて、フォーカスを
合わせるべき領域を決定するフォーカス領域自動決定処
理をも実行することができる。
【図１】本発明の実施形態に係る赤外線撮像装置の全体
構成を示すブロック図である。
構成を示すブロック図である。
【図２】赤外線撮像装置のオートフォーカス時の動作を
示すブロック図である。
示すブロック図である。
【図３】フォーカスが合っていないときに、被写体の周
りに現れるドーナッツ状のオーラ部を示す図である。
りに現れるドーナッツ状のオーラ部を示す図である。
【図４】赤外線映像の全体のうちの評価値を求める対象
として設定される矩形領域を例示する図である。
として設定される矩形領域を例示する図である。
【図５】本発明によるフォーカス領域自動決定方法の一
例を示す図である。
例を示す図である。
【図６】被写体の温度に近い温度の他の物体が画面内に
存在する状態を示す図である。
存在する状態を示す図である。
１０ 赤外線撮像装置 １１ フォーカスレンズ １２ 赤外線検出センサ １３ Ａ／Ｄ変換器 １４ ディジタル信号処理回路（処理装置） １５ フォーカスレンズ駆動装置 １６ 表示装置
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｎ 7/18 Ｇ０３Ｂ 3/00 (72)発明者 佐藤 亮一 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 (72)発明者 畠 康寿 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 Ｆターム(参考） 2G065 AA04 AB02 BA14 BA34 BB06 BC11 BC13 BC14 BC28 BC33 BC35 BD03 BE08 DA18 2H051 AA08 BA47 BA66 CE14 CE16 FA76 5C022 AA15 AB27 AC54 AC69 AC74 5C054 AA01 CA05 CC01 EA01
Claims (1)
- 【請求項１】被写体を含む撮像対象からの赤外線をフォ
ーカスレンズを介して赤外線検出センサに集光し、赤外
線検出センサから得られた赤外線撮像情報を処理装置で
処理して得られたイメージを表示画面に表示する赤外線
撮像装置であって、 前記フォーカスレンズを光軸方向に駆動するフォーカス
レンズ駆動装置が設けられ、前記処理装置が、前記フォ
ーカスレンズ駆動装置を制御することによって前記フォ
ーカスレンズを光軸方向に所定ピッチで移動させなが
ら、各フォーカスレンズ位置において前記赤外線撮像情
報から温度に関する評価値を算出し、得られたフォーカ
スレンズ位置と評価値との関係からベストフォーカスを
判定するオートフォーカス処理を実行することを特徴と
する赤外線撮像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000005476A JP4450464B2 (ja) | 2000-01-14 | 2000-01-14 | 赤外線撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000005476A JP4450464B2 (ja) | 2000-01-14 | 2000-01-14 | 赤外線撮像装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001194579A true JP2001194579A (ja) | 2001-07-19 |
| JP4450464B2 JP4450464B2 (ja) | 2010-04-14 |
Family
ID=18534141
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000005476A Expired - Fee Related JP4450464B2 (ja) | 2000-01-14 | 2000-01-14 | 赤外線撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4450464B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013109271A (ja) * | 2011-11-24 | 2013-06-06 | Keyence Corp | 画像処理装置、フォーカス調整方法及びコンピュータプログラム |
| JP2018191072A (ja) * | 2017-04-28 | 2018-11-29 | 日本アビオニクス株式会社 | 赤外線撮影装置 |
| JP2020038306A (ja) * | 2018-09-04 | 2020-03-12 | アズビル株式会社 | 焦点調整支援装置および焦点調整支援方法 |
| KR20220055300A (ko) * | 2020-10-26 | 2022-05-03 | 삼성전기주식회사 | 적외선 이미지 센서 및 적외선 카메라 모듈 |
-
2000
- 2000-01-14 JP JP2000005476A patent/JP4450464B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013109271A (ja) * | 2011-11-24 | 2013-06-06 | Keyence Corp | 画像処理装置、フォーカス調整方法及びコンピュータプログラム |
| JP2018191072A (ja) * | 2017-04-28 | 2018-11-29 | 日本アビオニクス株式会社 | 赤外線撮影装置 |
| JP2020038306A (ja) * | 2018-09-04 | 2020-03-12 | アズビル株式会社 | 焦点調整支援装置および焦点調整支援方法 |
| JP7187221B2 (ja) | 2018-09-04 | 2022-12-12 | アズビル株式会社 | 焦点調整支援装置および焦点調整支援方法 |
| KR20220055300A (ko) * | 2020-10-26 | 2022-05-03 | 삼성전기주식회사 | 적외선 이미지 센서 및 적외선 카메라 모듈 |
| KR102450595B1 (ko) * | 2020-10-26 | 2022-10-07 | 삼성전기주식회사 | 적외선 이미지 센서 및 적외선 카메라 모듈 |
| US11575845B2 (en) | 2020-10-26 | 2023-02-07 | Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. | Infrared image sensor and infrared camera module |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4450464B2 (ja) | 2010-04-14 |
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