JP2001255450A - オートフォーカス機能を有する撮像装置 - Google Patents

オートフォーカス機能を有する撮像装置

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JP2001255450A JP2000063770A JP2000063770A JP2001255450A JP 2001255450 A JP2001255450 A JP 2001255450A JP 2000063770 A JP2000063770 A JP 2000063770A JP 2000063770 A JP2000063770 A JP 2000063770A JP 2001255450 A JP2001255450 A JP 2001255450A
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    • H04N23/60Control of cameras or camera modules
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  • Studio Devices (AREA)
  • Automatic Focus Adjustment (AREA)
  • Focusing (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 被写体が遠近混在したり被写体が撮像領域の
中央に存在しないような状態であっても、所望の被写体
に対して正確にピントを合わせることができるオートフ
ォーカス機能を備えた撮像装置を提供する。 【解決手段】 スチルカメラは、撮像映像信号に基づく
焦点評価値を使用して、山登り制御方式のオートフォー
カス動作を実行する。CPU13は、フォーカスエリア
を複数の領域に分割し、それぞれの領域ごとにデジタル
積分器12から焦点評価値を得る。CPU13は、オー
トフォーカス動作が監視モードに入っている状態から焦
点評価値の変化に応じてオートフォーカス動作を再起動
する際、フォーカスレンズ位置を常に近方向側に向かっ
て強制的に移動させながら焦点評価値のさらなる山の検
出を行ない、一旦検出された焦点評価値の最大値が一定
基準値に満たない場合にはオートフォーカス動作をさら
に実行する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、ビデオカメラ、
スチルカメラ等の撮像装置に関し、より特定的には、被
写体を撮像して得られる映像信号に基づいてオートフォ
ーカス制御を行なうオートフォーカス機能を有する撮像
装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、たとえばビデオカメラ、スチルカ
メラなどのオートフォーカス機能を有する撮像装置にお
いては、被写体に焦点が合うほど被写体の映像はハイコ
ントラストとなり、映像信号の高周波成分が増大するこ
とに鑑み、撮像装置から得られる映像信号自体を焦点制
御状態の評価に用いる方法が開発されている。
【0003】このような方法では、本質的にパララック
スが存在せず、また被写界深度の浅い場合や被写体が遠
方に位置する場合においても正確にピントが合わせられ
るなどの多くの優れた特徴を有している。しかもこの方
法によれば、オートフォーカス用の特別なセンサを別途
設ける必要がなく、機構的にも極めて簡単である。
【0004】このような映像信号を用いたオートフォー
カス制御の一例として、従来から、いわゆる山登りサー
ボ方式と呼ばれる制御方法が知られている。
【0005】この山登りサーボ方式については、たとえ
ば特開平3−68280号公報において説明されている
が、簡単に説明すると、画面の中央に設定したフォーカ
スエリアの範囲内における撮像映像信号をA/D変換し
て得られたデジタルデータの高域成分レベルを積分回路
を用いて1フィールドごとに積分する。そして得られた
1フィールド分のデジタルデータを焦点評価値として保
持し、1フィールド前のものと常時比較して、焦点評価
値が常にピーク値を取る(すなわち合焦位置にある)よ
うにフォーカスレンズと撮像素子との相対位置を移動さ
せるものである。
【0006】従来の山登りサーボ方式によるオートフォ
ーカス制御では、画面中央に設定された比較的小さなフ
ォーカスエリアの範囲内における撮像映像信号に基づい
てオートフォーカス制御を行ない、焦点評価値のピーク
値すなわち合焦位置が見出されなければ、フォーカスエ
リアを拡大して新たなフォーカスエリアの範囲内におけ
る撮像映像信号に基づいてオートフォーカス動作をやり
直すように構成されていた。
【0007】たとえば、図12は、撮像画面上における
このようなフォーカスエリアの設定方法を模式的に示す
図である。図12において、格子状に表示された領域0
0が撮像画面の全体を示している。
【0008】従来の山登りサーボ方式のオートフォーカ
ス動作では、最初にたとえば図12中の領域0および5
からなる比較的小さな領域をフォーカスエリアとして設
定し、その範囲内における撮像映像信号から得られる1
系統の焦点評価値にピーク値が見出されなければ、さら
に領域0および5に加えて領域1,2,3および4をも
含む比較的広い領域を新たなフォーカスエリアとして設
定し、その範囲全体から得られる撮像映像信号に基づく
1系統の焦点評価値に基づいてオートフォーカス制御を
やり直していた。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ような従来のフォーカスエリア全体から得られた1系統
の焦点評価値に基づくオートフォーカス制御では、被写
体に正確にピントを合わせることができない場合が生じ
る。
【0010】まず、撮像領域内に被写体が遠近混在する
場合を想定すると、通常カメラ等による撮影時には基本
的に近くに存在する被写体が主要被写体であり、これに
ピントを合わせるのが一般的である。ここで、たとえば
図12の拡大されたフォーカスエリア(領域0〜5)内
に被写体が遠近混在する場合において、オートフォーカ
ス制御が近方向側から遠方向側に向かってスタートした
とすると、最初に見出された焦点評価値の近方向側のピ
ーク位置において、近方向側の主要被写体にピントが合
ったものと推定することができる。
【0011】しかしながら、遠方側から近方向側に向か
ってオートフォーカス動作がスタートした場合には、最
初に見出された焦点評価値の遠方側のピーク位置におい
て、遠方の何らかの被写体にピントが合ってしまい、近
方向側の本来の被写体ではピントがずれてしまうことに
なる。
【0012】また、主要被写体は撮像領域の中央に位置
していることが一般的であり、このためフォーカスエリ
アはまず撮像画面の中央に設定される。しかしながら、
場合によって、被写体を故意に画面中央からずらして撮
影することもある。このように主要被写体が中央領域の
左右上下のいずれかに存在する場合、従来は、ユーザ
は、まず一旦主要被写体を撮像領域の中央に持ってきて
カメラのレリーズスイッチを半押し状態とし、オートフ
ォーカス動作によって主要被写体にピントを合わせた
後、レリーズスイッチを半押し状態に保ったまま主要被
写体を中央から外れた領域に振ってから、レリーズスイ
ッチを押込んで撮影する手法が用いられている。
【0013】しかしながら、このような方法は煩雑であ
り、またユーザが知らない場合には、主要被写体が画面
中央から外れた状態でそのまま撮影してしまい、背景に
ピントが合って被写体ではピントがずれるという事態が
生じることになる。
【0014】さらに、主要被写体が単に中央に位置して
いても、その背景のコントラストが高いと、その背景の
映像信号の高周波成分すなわち焦点評価値が大きくな
り、背景にしかピントが合わないことになる(これを後
ピント状態と称する)。
【0015】特に、主要被写体が小さい場合には、フォ
ーカスエリア全体から得られる焦点評価値に基づいて当
該被写体にピントを合わせることは困難であり、より大
きな焦点評価値を有する遠方の背景にどうしてもピント
が合ってしまうことになる。
【0016】それゆえに、この発明の主たる目的は、フ
ォーカスエリアを複数の独立した領域に分割してそれぞ
れの領域の焦点評価値の変化に基づいて、さまざまなオ
ートフォーカス制御を行なうことにより、被写体が遠近
混在する場合、被写体が撮像領域の中央に存在しない中
抜け状態の場合、背景のコントラストが高い場合、被写
体が小さい場合などにおいても、本来の被写体に正確に
ピントを合わせることができるオートフォーカス機能を
有する撮像装置を提供することである。
【0017】
【課題を解決するための手段】この発明によれば、オー
トフォーカス機能を有する撮像装置は、撮像手段と、駆
動手段と、第1のフォーカスエリア設定手段と、第1の
焦点評価値生成手段と、第1のオートフォーカス制御手
段と、第1のオートフォーカス再起動手段とを備える。
撮像手段は、フォーカスレンズおよび撮像素子を有し、
撮像映像信号を供給する。駆動手段は、撮像素子に対す
るフォーカスレンズ位置を移動させる。第1のフォーカ
スエリア設定手段は、撮像画面上に複数の領域に分割さ
れたフォーカスエリアを設定する。第1の焦点評価値生
成手段は、複数の領域のそれぞれにおける撮像映像信号
の高周波成分を検出して、複数の領域にそれぞれ対応す
る複数の焦点評価値を生成する。第1のオートフォーカ
ス制御手段は、複数の焦点評価値のそれぞれが最大値と
なる位置のうち、最も近方向側で最大値となる位置を合
焦位置と判定して、当該位置にフォーカスレンズ位置を
移動させるように駆動手段を制御するオートフォーカス
動作を実行する。第1のオートフォーカス再起動手段
は、合焦位置において複数の焦点評価値に変動が生じた
ときは常に、オートフォーカス動作を再起動してフォー
カスレンズ位置を合焦位置から近方向側へ向かって強制
的に移動させながら合焦位置の判定を行なうように駆動
手段を制御する。オートフォーカス動作は、撮像映像信
号の一定期間ごとに実行される。
【0018】この発明によれば、フォーカスエリアを複
数の領域に分割し、それぞれの領域の焦点評価値の変化
を評価して合焦位置の判定を行なっているので、さまざ
まな状態の被写体に対して的確にピントを合わせること
ができる。特に、一旦合焦状態になった後、焦点評価値
が変動してオートフォーカス動作を再開するときに、常
に近方向側にフォーカスレンズ位置を移動させるので、
より的確に本来の被写体にピントを合わせることができ
る。
【0019】すなわち、カメラの撮影時(特にポートレ
ートの場合)、一般に所望の被写体は近くにあり、遠方
にあるものは基本的に背景である。従来の山登りサーボ
方式ではオートフォーカス動作の再起動時に焦点評価値
のピーク位置に戻るべく遠方(無限方向)へのフォーカ
スレンズ位置の駆動を行なう場合があったが、無限方向
へ駆動すれば遠方の被写体すなわち背景にピントが合っ
てしまい、いわゆる後ピント状態になってしまう可能性
がある。
【0020】そこで、この発明では、より近方向に本来
の被写体が存在する可能性が高いとの前提の下に、オー
トフォーカス動作再起動時には常に近方向に向かってフ
ォーカスレンズ位置を駆動し、焦点評価値の新たなピー
クを見つけて本来の被写体に対しより的確にピントを合
わせようとするものである。
【0021】好ましくは、第1のオートフォーカス再起
動手段は、フォーカスレンズ位置を合焦位置から近方向
側へ向かって移動させながら、複数の焦点評価値の各々
が最大値となる位置を検出する手段と、複数の焦点評価
値のいずれかの最大値が一定の基準値よりも低い場合に
は、当該最大値を無視してフォーカスレンズ位置の近方
向側への移動を続行して、当該焦点評価値がさらなる最
大値となる位置を検出する手段とを含む。
【0022】この発明によれば、このようにオートフォ
ーカス動作の再起動後、いずれかの領域の焦点評価値の
検出された最大値が一定の基準値よりも低い場合、近方
向へのオートフォーカス動作を続行させるので、さらな
る焦点評価値の最大位置が存在する場合にはこれを検出
して、より近方向の被写体にピントを合わせることがで
きる。
【0023】一般的に、近方向側に何らかの被写体が入
っていれば遠方向側の被写体の焦点評価値の最大値レベ
ルは低くなる。したがって、一旦最大値が検出されても
その値が低ければさらに近方向側に他の(本来の)被写
体がピントが外れた状態で存在する可能性がある。
【0024】そこで、この発明では、フォーカスレンズ
位置の移動中、検出された最大値が低ければその山を越
えてオートフォーカス動作を継続するようにしたもので
ある。
【0025】より好ましくは、第1のオートフォーカス
再起動手段は、複数の焦点評価値のいずれかの最大値が
一定の基準値よりも低い場合には、オートフォーカス動
作の実行回数を多くするように実行回数を調整する手段
を含む。
【0026】この発明によれば、このようにオートフォ
ーカス動作の再起動後、いずれかの領域の焦点評価値の
検出された最大値が一定の基準値よりも低い場合、オー
トフォーカス動作の実行回数を多くすることにより、さ
らなる焦点評価値の最大値が存在する場合にはこれを検
出してより近方向の被写体にピントを合わせることがで
きる。
【0027】より好ましくは、第1のオートフォーカス
再起動手段は、フォーカスレンズ位置の近方向側への移
動中に、当該焦点評価値が先に検出された最大値には到
達しないものの増加する傾向を有することを検出した場
合には、フォーカスレンズ位置の近方向側への移動を続
行するために、オートフォーカス動作の実行回数を調整
する手段をさらに含む。
【0028】この発明によれば、このようにオートフォ
ーカス動作の再起動後、いずれかの領域の焦点評価値が
先に検出された焦点評価値の最大値には達しない範囲で
あってもその増加の傾向が検出されれば、さらにフォー
カスレンズ位置の近方向への移動を続行するため、さら
なる焦点評価値の最大値が存在する場合にはこれを検出
してより近方向の被写体にピントを合わせることができ
る。
【0029】すなわち、従来の山登りサーボ方式では、
オートフォーカス動作再起動後、焦点評価値の山を一旦
越えればそこでオートフォーカス動作は終了していた
が、この発明では焦点評価値の山が小さければ次の山を
探すように構成されている。しかしながら、そのために
はオートフォーカス動作の実行回数を多くする必要があ
り、動作が不安定となるため、実行回数は必要最小限と
する必要がある。
【0030】そこで、この発明では、取敢えず焦点評価
値の増加傾向を検出するようにし、増加傾向が検出され
れば焦点評価値の次の山が存在するものと推定して、オ
ートフォーカス動作の実行を継続するものである。これ
により、撮像装置の不安定な動作を回避することができ
る。
【0031】より好ましくは、第1のオートフォーカス
再起動手段は、撮像手段の被写界深度が深く設定されて
いる場合には、フォーカスレンズ位置の近方向側への移
動を続行するためのオートフォーカス動作の実行回数を
少なくし、被写界深度が浅く設定されている場合には、
フォーカスレンズ位置の近方向側への移動を続行するた
めのオートフォーカス動作の実行回数を多くするよう
に、オートフォーカス動作の実行回数を調整する手段を
さらに含む。
【0032】この発明によれば、このように撮像手段の
設定された被写界深度に応じて、フォーカスレンズ位置
の近方向側への移動を続行するためのオートフォーカス
動作の実行回数を調整しているため、不必要なオートフ
ォーカス動作を回避することができる。
【0033】すなわち、ズームを望遠側に設定すると被
写界深度が浅くなり、焦点評価値の変化の幅(山の幅)
が狭くなり、焦点評価値の山と山との間隔が広がる。こ
のため、次の山を補足するためには、オートフォーカス
動作の実行回数を増やす必要がある。一方、ズームを広
角側に設定すると、被写界深度が深くなり、焦点評価値
の変化の幅(山の幅)が広くなり、焦点評価値の山と山
との間隔が狭まる。このため、次の山を補足するための
オートフォーカス動作の実行回数は少なくてもよい。
【0034】ここで、オートフォーカス動作の実行回数
をたとえば広角側の基準に合わせると、望遠側に設定さ
れたときに焦点評価値の次の山を補足することができな
くなる。一方、オートフォーカス動作の実行回数をたと
えば望遠側の基準に合わせると、広角側に設定されたと
きに不必要なオートフォーカス動作が実行されることに
なる。
【0035】したがって、この発明では、設定された被
写界深度に応じて、オートフォーカス動作の実行回数を
調整するようにしたものである。
【0036】より好ましくは、第1のオートフォーカス
再起動手段は、オートフォーカス動作を再起動するとき
のフォーカスレンズ位置が近方向側にある場合には、フ
ォーカスレンズ位置の近方向側への移動を続行するため
のオートフォーカス動作の実行回数を少なくし、オート
フォーカス動作を再起動するときのフォーカスレンズ位
置が遠方向側にある場合には、フォーカスレンズ位置の
近方向側への移動を続行するためのオートフォーカス動
作の実行回数を多くするように、オートフォーカス動作
の実行回数を調整する手段をさらに含む。
【0037】この発明によれば、このようにオートフォ
ーカス動作を再起動する合焦位置が近方向側にあるか遠
方向側にあるかに応じてフォーカスレンズ位置の近方向
側への移動を続行するためのオートフォーカス動作の実
行回数を調整しているため、不必要なオートフォーカス
動作を回避することができる。
【0038】すなわち、近方向側でオートフォーカス動
作を再起動した場合、さらに近い方に存在すると推測さ
れる焦点評価値の山を見つけるのにオートフォーカス動
作の実行回数はそう多くはいらない。一方、遠方側でオ
ートフォーカス動作を再起動した場合には、近方向側に
存在すると推測される焦点評価値の山を見つけるのにオ
ートフォーカス動作の実行回数はある程度必要である。
【0039】したがって、この発明では、オートフォー
カス動作を再起動する位置に応じてオートフォーカス動
作の実行回数を調整するようにしたものである。
【0040】より好ましくは、撮像装置は、複数の領域
のそれぞれにおける輝度成分を検出して、複数の領域の
それぞれに対応する複数の輝度データを生成する手段を
さらに備え、第1のオートフォーカス再起動手段は、複
数の領域のそれぞれの輝度データの変化が相対的に大き
いときはオートフォーカス動作の再起動を中止する手段
を含む。
【0041】この発明によれば、このように複数の領域
のそれぞれの輝度データの変化が相対的に大きいときに
は、カメラがパンニング中であると判断し、パンニング
中はオートフォーカス動作の再起動を行なわないように
しているので、パンニング中に不必要にオートフォーカ
ス動作が行なわれることを防止している。
【0042】より好ましくは、第1のオートフォーカス
再起動手段は、フォーカスレンズ位置を近方向側に移動
させても合焦位置を判定できない場合、フォーカスレン
ズ位置の移動方向を遠方側に反転し、反転後最初に検出
された焦点評価値の最大値の位置を合焦位置と判定して
オートフォーカス動作を終了する手段を含む。
【0043】この発明によれば、このようにフォーカス
レンズ位置を近方向側に移動させてピント位置が検出で
きなった場合には、フォーカスレンズ位置の移動方向を
遠方側に反転して最初に検出された焦点評価値の山をピ
ント位置と判断しているので、より的確に本来の被写体
にピントを合わせることが可能になる。
【0044】すなわち近方向側で被写体にピントが合っ
ていた場合において、急にその被写体がいなくなった場
合、近方向側には何も存在しないことになり、そのよう
な場合には取敢えず一旦近端側までフォーカスレンズ位
置を移動させた後移動方向を反転させ、近方向側のピン
ト位置を優先させるという原則に沿って、最初に検出さ
れた焦点評価値の山をピント位置と判定してオートフォ
ーカス動作を終了するものである。
【0045】より好ましくは、撮像装置は、複数の領域
のそれぞれにおける輝度成分を検出して、複数の領域の
それぞれに対応する複数の輝度データを生成する手段
と、複数の領域のいずれかに高輝度データが存在する場
合、当該領域に対応する焦点評価値をオートフォーカス
制御手段によるオートフォーカス動作の対象となる複数
の焦点評価値から除外する手段とをさらに備える。
【0046】この発明によれば、このように複数の領域
のいずれかに高輝度データが存在する場合、当該領域の
焦点評価値をオートフォーカス動作の対象から除外して
いるので、より正確なピント合わせを実現することがで
きる。
【0047】すなわち、高輝度部分が存在する領域の焦
点評価値には、本来のピント位置以外に焦点評価値の偽
の山が生じ、この偽の山をピント位置と誤って判断して
フォーカスレンズ位置を駆動してしまうことがある。
【0048】そこで、この発明では、高輝度部分を含む
領域の焦点評価値をオートフォーカス動作の対象から除
外して、そのような焦点評価値の偽山にフォーカスレン
ズ位置が駆動されることを防止したものである。
【0049】より好ましくは、撮像手段は、静止画の撮
像映像信号または動画の像撮像映像信号を選択的に供給
し、撮像装置は、複数の領域に分割されないフォーカス
エリアを複数個または1つ設定する第2のフォーカスエ
リア設定手段と、分割されないフォーカスエリアにおけ
る撮像映像信号の高周波成分を検出して、焦点評価値を
生成する第2の焦点評価値生成手段と、第2の焦点評価
値生成手段によって生成された焦点評価値が最大値とな
る位置を合焦位置と判定して、当該位置にフォーカスレ
ンズ位置を移動させるように駆動手段を制御するオート
フォーカス動作を実行する第2のオートフォーカス制御
手段と、合焦位置において焦点評価値に変動が生じたと
きは常に、オートフォーカス動作を再起動して合焦位置
の判定を行なうように駆動手段を制御する第2のオート
フォーカス再起動手段と、撮像手段から動画の撮像映像
信号が供給される場合には、第1のフォーカスエリア設
定手段と、第1の焦点評価値生成手段と、第1のオート
フォーカス制御手段と、第1のオートフォーカス再起動
手段とに代わって、第2のフォーカスエリア設定手段
と、第2の焦点評価値生成手段と、第2のオートフォー
カス制御手段と、第2のオートフォーカス再起動手段と
を動作させる手段とをさらに備える。
【0050】この発明によれば、撮像手段から動画の撮
像映像信号が供給される場合には、分割されないフォー
カスエリアから得られる焦点評価値に基づく従来の山登
りサーボ方式のオートフォーカス動作を行なっているの
で、動画像中のピントのぼけが目立つことはない。
【0051】すなわち、動画の撮像映像信号の記録の場
合に、上述した分割されたフォーカスエリアの焦点評価
値に基づくオートフォーカス再起動動作では、焦点評価
値の山を突き切ってフォーカスレンズ位置を駆動する場
合があるため、画面にぼけが目立つことがあり、特に動
画記録の場合は画像の安定性を重視することから、従来
のオートフォーカス動作を行なうようにしたものであ
る。
【0052】より好ましくは、撮像装置は、複数の領域
に分割されないフォーカスエリアを複数個または1つ設
定する第2のフォーカスエリア設定手段と、分割されな
いフォーカスエリアにおける撮像映像信号の高周波成分
を検出して、焦点評価値を生成する第2の焦点評価値生
成手段と、第2の焦点評価値生成手段によって生成され
た焦点評価値が最大値となる位置を合焦位置と判定し
て、当該位置にフォーカスレンズ位置を移動させるよう
に駆動手段を制御するオートフォーカス動作を実行する
第2のオートフォーカス制御手段と、合焦位置において
焦点評価値に変動が生じたときには常に、オートフォー
カス動作を再起動して合焦位置の判定を行なうように駆
動手段を制御する第2のオートフォーカス再起動手段
と、第1のオートフォーカス再起動手段によってオート
フォーカス動作の再起動後、合焦位置の検出ができない
場合は、第1のフォーカスエリア設定手段と、第1の焦
点評価値生成手段と、第1のオートフォーカス制御手段
と、第1のオートフォーカス再起動手段とに代わって、
第2のフォーカスエリア設定手段と、第2の焦点評価値
生成手段と、第2のオートフォーカス制御手段と、第2
のオートフォーカス再起動手段とを動作させる手段とを
さらに備える。
【0053】この発明によれば、このように分割された
フォーカスエリアを用いたオートフォーカス動作の再起
動後、合焦位置の検出ができない場合には、分割されな
いフォーカスエリアから得られる焦点評価値に基づく従
来の山登りサーボ方式のオートフォーカス動作を行なっ
ているので、合焦位置の検出が可能となる。
【0054】すなわち、フォーカスエリアを複数領域に
分割して焦点評価値を算出した場合、各領域のコントラ
ストが低く、したがって十分な大きさの焦点評価値を得
られない場合があり、そのような場合には焦点評価値に
基づいてピント位置を見つけるのも困難である。そこ
で、このような場合は、フォーカスエリアの分割を行な
わず、フォーカスエリア全体からの焦点評価値に基づい
てピント位置を見つけようとするものである。
【0055】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面を参照して詳しく説明する。なお、図中同一または相
当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
【0056】この発明は、動画記録専用のビデオカメ
ラ、静止画記録専用のスチルカメラ、さらには近年実用
化されている動画記録にも対応可能なスチルカメラな
ど、動画および静止画の少なくともいずれかに対応でき
る撮像装置に適用できるが、以下の実施の形態では、特
に動画記録にも対応可能なスチルカメラを例として説明
する。
【0057】図1は、この発明の実施の形態による、動
画記録にも対応可能なスチルカメラの概略ブロック図で
ある。
【0058】図1を参照して、フォーカスレンズ1を介
して入射された入射光は、CCD素子2によって光電変
換され、撮像映像信号が生成される。生成された撮像映
像信号は、A/D変換器3によりデジタル信号に変換さ
れた後、信号処理回路4に与えられる。
【0059】信号処理回路4は、与えられたデジタルの
撮像映像信号に、周知のホワイトバランス補正およびγ
補正を施し、撮像映像信号のフィールドごと(1画面ご
と)に画像データを順次形成してDRAM5に与える。
【0060】DRAM5は、入力されたフィールド単位
の画像データを次から次へと順次記憶し、記憶した各フ
ィールドごとの画像データを処理回路6およびゲート回
路8に与える。
【0061】処理回路6は、DRAM5から読出した1
フィールド分の画像データに、色分離処理などの周知の
信号処理を施した後、画像データをソフトウェア的に圧
縮して、後段のフラッシュメモリ7に格納する。フラッ
シュメモリ7に格納された圧縮画像データは、図示しな
い信号処理回路によって読出されて伸張処理が施され、
図示しない液晶モニタ上に表示される。
【0062】一方、DRAM5に記憶された1フィール
ド単位の画像データは、ゲート回路8にも与えられる。
ゲート回路8および後段の輝度信号生成回路9、HPF
10、LPF11、デジタル積分器12、CPU13お
よびフォーカスモータ14は、オートフォーカス動作の
ために設けられた回路構成である。
【0063】スチルカメラには、レリーズスイッチのオ
ン・オフとに関係なく、常時これらの回路構成8−14
を用いてオートフォーカス動作を行なっているタイプの
ものと、撮影時にレリーズスイッチがオンされてから始
めてこれらの回路構成8−14を用いてオートフォーカ
ス動作を行なうタイプのものとがある。
【0064】いずれのタイプのものも、回路構成8−1
4を用いてオートフォーカス動作を行なうことに変わり
はなく、この発明は何れのタイプのものにも適用可能で
ある。以下の実施の形態の説明では、レリーズスイッチ
がオンされてからオートフォーカス動作を行なうタイプ
のスチルカメラについて説明する。
【0065】ユーザによってレリーズスイッチがオン
(または半押し状態)にされると、その後信号処理回路
4からDRAM5に次々記憶される1フィールド単位の
画像データはゲート回路8にも順次与えられる。
【0066】ゲート回路8は、設定されたフォーカスエ
リア内の画像データを抽出して輝度信号生成回路9に与
える。ゲート回路8におけるフォーカスエリアの設定の
態様について説明する。
【0067】後で詳細に説明するように、この発明によ
るスチルカメラは、ソフトウエア処理により、先に説明
した従来のオートフォーカス動作によるフォーカスエリ
アの設定と、この発明に特有のオートフォーカス動作
(以下、マルチオートフォーカス動作)によるフォーカ
スエリアの設定とが可能である。
【0068】従来のオートフォーカス動作が指定された
ときには、図12に関連して先に説明したように、まず
領域0および5からなる比較的小さな領域が、分割され
ない単一のフォーカスエリアとして設定され、その後、
領域0〜5からなる比較的広い領域が、同様に分割され
ない単一のフォーカスエリアとして設定され、いずれの
場合にもフォーカスエリア全体から1系統の焦点評価値
が得られる。
【0069】一方、この発明によるマルチオートフォー
カス動作では、それぞれ独立した領域0、1、2、3、
4によって分割されたフォーカスエリアが設定され、各
領域ごとに独立して焦点評価値が生成される。
【0070】ゲート回路8はCPU13からの指示を受
けて、このようなフォーカスエリアの設定の切換を行な
う。
【0071】ゲート回路8によって設定された撮像画面
上のフォーカスエリア内の画像データが抽出されて輝度
信号生成回路9に与えられる。輝度信号生成回路9は、
与えられた画像データから輝度信号を生成し、HPF1
0およびLPF11に与える。
【0072】HPF10は、輝度信号から高周波成分を
抽出してデジタル積分器12に与え、デジタル積分器1
2は、1画面分(1フィールド期間)の高周波成分を積
分して焦点評価値としてCPU13に与える。
【0073】LPF11は、輝度信号から低周波成分を
抽出してデジタル積分器12に与え、デジタル積分器1
2は,1画面分(1フィールド期間)の低周波成分を積
分して輝度データとしてCPU13に与える。
【0074】CPU13は、後述するオートフォーカス
プログラムに従って、CCD素子2に対するフォーカス
レンズ1の位置関係を移動させるべくフォーカスモータ
14を駆動する。
【0075】図2は、図1に示したスチルカメラの基本
動作を説明するフロー図である。図2を参照して、CP
U13は、ユーザによって図示しないレリーズスイッチ
が半押しされるまで待機しており、ステップS100に
おいてレリーズスイッチがオンされたことが判断される
と、ステップS200において図1の回路構成8−14
を用いてオートフォーカス制御を実行し、ステップS4
00においてレリーズスイッチが全押しされていなけれ
ばステップS100を実行する。オートフォーカス制御
の内容については以下に詳細に説明する。
【0076】ステップS200においてオートフォーカ
ス制御が実行され、ステップS400においてレリーズ
スイッチが全押しされていると判断されると、ステップ
S300において、撮影用の画像データのフラッシュメ
モリ7への取込などの周知の処理が実行されることにな
る。
【0077】以下に、ステップS200に示したこの発
明のオートフォーカス動作について詳細に説明する。
【0078】まず、CPU13によってソフトウェア的
に実行されるオートフォーカス動作のメイン処理(以
下、AFメイン処理)について、図3および図4のフロ
ー図を参照して説明する。なお、以下に説明する各処理
は、図1のDRAM5に格納される画像データの1フィ
ールドごとに実行される。
【0079】まず、ステップS0において、図12のフ
ォーカスエリアを構成する領域0,1,2,3,4,5
を示す領域番号iがi=0に設定される。
【0080】次に、ステップS1において、領域i=0
に関して得られた焦点評価値(以下、AF評価値)がa
f_data[i]として保持され、輝度データがae
_data[i]として保持される。そして、今回得ら
れた輝度データae_data[i]から前回のフィー
ルドにおける処理で得られた輝度データae_stk
[i]が減算され、差分delta[i]が得られる。
次に、今回得られたae_data[i]を次のフィー
ルドでの処理のため、ae_stk[i]として記憶す
る。
【0081】次に、ステップS2において、領域i=0
に高輝度部分があるか否かが判定される。この判定は、
ステップS1で得られた輝度データae_data
[i]が、定数THR_Aより大きいか否かによって判
定され、大きい場合には高輝度部分が存在するものとし
て領域i=0に関するフラグhi_light[i]が
1となり(ステップS3)、大きくない場合には高輝度
部分が存在しないものとしてフラグhi_light
[i]が0となる(ステップS4)。
【0082】次に、ステップS5において、iに+1さ
れてi=1となり、ステップS6でi=1>4ではない
のでステップS1に戻り、領域i=1に関して得られた
AF評価値および輝度データが保持される。
【0083】以下、領域i=0に関して既に説明したス
テップS1〜S6の処理が、領域i=1,2,3,4に
ついて繰返し行なわれ、ステップS5においてi=4に
+1されてステップS6においてi=5>4となると、
ステップS7の処理に進む。
【0084】すなわち、上述のステップS2〜S4にお
いて、領域0〜4のうち、高輝度部分が存在する領域i
についてはフラグhi_light[i]によってその
存在が示されることになる。
【0085】ステップS7においては、上述のステップ
S1で求めた領域ごとの輝度データの変化量であるde
lta[i]がそれぞれ大きく、かつそれぞれの領域の
変化量delta[i]の変化方向を示す符号がすべて
の領域で一致するか否かが判定される。
【0086】これは、たとえば照明の変化やフリッカ
と、ユーザによるカメラのパンニングとを区別するため
の処理である。すなわち、照明の変化やフリッカの場合
は輝度変化の符号は領域0〜4のすべてで一致するはず
であるのに対し、ユーザがカメラをパンニングした場合
には各領域での輝度変化の方向はランダムなものになる
はずであり、すべての領域で同一符号となることはあり
得ない。
【0087】そこで、領域0〜4の輝度変化量delt
a[i]が大きくかつそれぞれの符号がすべての領域で
一致する場合には、パンニング中ではないものと判断し
て、フラグb_panを0とし(ステップS9)、それ
以外の場合は、パンニング中であるものと判断して、フ
ラグb_panを1とする(ステップS8)。
【0088】次に、ステップS10において、山登りサ
ーボ制御の監視モード(合焦位置においてAF評価値の
変化を監視するモード)中にあるか否かが判定される。
そして監視モード中であれば、ステップS11におい
て、前回のフィールドにおいては監視モードであったか
否かが判定される。
【0089】前回のフィールドにおいて監視モードでな
かったということは、前回のフィールドにおいてオート
フォーカス動作が終了して今回のフィールドにおいて監
視モードに入ったことを意味する。したがって、その場
合には、ステップS12において、今回のフィールドで
得られたAF評価値を監視基準評価値として保持し、ス
テップS13へ進む。一方、ステップS11において、
前回のフィールドから既に監視モードであったことが判
定されると、そのままステップS13へ進む。
【0090】ステップS13において、今回のフィール
ドで得られたAF評価値が、監視モードの開始時にステ
ップS12で保持された監視基準評価値から大きく変化
していないことが判定されると、このフィールドでのA
Fメイン処理を終了し、次のフィールドでまたAFメイ
ン処理を最初からやり直す。
【0091】一方、ステップS13において、今回のフ
ィールドで得られたAF評価値が、監視基準評価値から
大きく変化したことが判定されると、ステップS14に
おいて、当該スチルカメラが動画の記録を行なっている
か否かが判定される。
【0092】ステップS14において、動画の記録中で
あると判定されると、ステップS16において、フラグ
multi_af_modeが0となり、後述する従来
のオートフォーカスモード(従来のAF)が設定され
る。そしてステップS17において監視モードが解除さ
れ、次フィールドにおいて従来のオートフォーカス動作
モードによるオートフォーカス動作を行なうことにな
る。
【0093】一方、ステップS14において、動画の記
録中でないと判定されると、ステップS15において、
フラグmulti_af_modeが1となり、この発
明によるマルチAF動作のモードが指定される。さらに
ステップS15において、駆動方向を指定するフラグd
ir_modeは近方向側への移動を指定する0にさ
れ、フォーカスモータ14の開始位置を示すstart
_mposは、前回のフィールドにおけるフォーカスモ
ータ位置mpos_stkに設定され、これは現在のフ
ォーカスレンズ位置に相当している。またステップS1
5において、後述するマルチAFモードの動作で使用す
る変数max_data[ ],peak_detがク
リアされる。
【0094】次に、ステップS17において監視モード
が解除され、次フィールドにおいてこの発明のマルチA
F動作モードによるオートフォーカス動作が実行され
る。
【0095】一方、ステップS10において、監視モー
ド中でないことが判定されると、これは既にオートフォ
ーカス動作の実行中であることを意味し、ステップS1
8において、前述の先行するフィールドのステップS1
5およびステップS16の処理でフラグmulti_a
f_modeが1に設定されているか否か、すなわちマ
ルチAF動作が指定されているか、または従来のAF動
作が指定されているかが判断される。
【0096】ステップS18でmulti_af_mo
deが1であれば、ステップS19で後述するマルチA
Fモードの動作が実行され、ステップS18でmult
i_af_modeが0であればステップS20で後述
する従来のAFモードの動作が実行されることになる。
【0097】このように、図3および図4に示したAF
メイン処理では、監視状態においてAF評価値が大きく
変動して(ステップS13)、監視モードを解除し(ス
テップS17)、オートフォーカス動作を再開するとき
に、ステップS15において駆動方向フラグdir_m
odeを常に近方向側を示す0にセットすることによ
り、後続のオートフォーカス動作では、常に近方向側に
フォーカスレンズ位置を駆動することになる。
【0098】ここで、スチルカメラの撮影時には、図1
1の(b)に示すように、一般に所望の被写体は近くに
あり、遠方にあるものは基本的に背景である。図11の
(a)に示すように、従来の山登りサーボ方式では、監
視モードからオートフォーカス動作を再起動するときに
AF評価値のピーク位置に戻るべく遠方(無限方向)へ
フォーカスレンズ位置の駆動を行なう場合があったが、
無限方向へ駆動すれば遠方の被写体すなわち背景にピン
トが合ってしまう可能性がある。
【0099】そこで、図3および図4に示したこの発明
のAFメイン処理では、より近方向側に所望の被写体が
存在する可能性が高いとの前提の下に、監視モードから
オートフォーカス動作を再起動するときには駆動方向フ
ラグdir_modeを0にセットして常に近方向側に
向かってフォーカスレンズを駆動し、近方向側における
AF評価値の新たなピークを見つけて本来の被写体によ
り的確にピントを合わせるものである。
【0100】また、動画記録中であると判定されたとき
には(ステップS14)、フラグmulti_af_m
odeを0にセットし、監視モード解除後(ステップS
17)の次フィールド以降のオートフォーカス動作とし
ては、従来の分割されないフォーカスエリアを用いたオ
ートフォーカス動作モードを実行する(ステップS2
0)。このため、動画像中にピントのぼけが目立つこと
はない。
【0101】すなわち、動画の記録の場合、この発明に
よる分割されたフォーカスエリアの焦点評価値に基づく
マルチAF動作では、後述するように、AF評価値の山
を突き切ってフォーカスレンズ位置を駆動する場合があ
るため、画面にぼけが目立つことがあり、特に動画記録
の場合には画像の安定性を重視することから、このよう
な場合には従来のAF動作モードを実行するようにした
ものである。
【0102】次に、図4のステップS19で実行される
この発明によるマルチAFモードのオートフォーカス動
作について、図5および図6のフロー図を参照して説明
する。
【0103】まず、ステップS21において、領域番号
iがi=0に設定される。次に、ステップS22におい
て、領域i=0のフラグhi_light[i]を参照
し、当該領域i=0に高輝度部分が存在するか否かを判
定する。このフラグhi_light[i]が0であれ
ば、高輝度部分が存在しないものとしてステップS23
に進む。一方、フラグhi_light[i]が1であ
れば、高輝度部分が存在するものとして、ステップS2
6に進む。
【0104】ステップS23において現フィールドのA
F評価値af_data[i]が、先行するフィールド
において検出された最大値データmax_data
[i]よりも大きいと判定されれば、ステップS24に
おいて、最大値データmax_data[i]は現フィ
ールドのAF評価値af_data[i]で更新され、
どの領域でaf_data[i]が更新されたかがaf
_area=iにセットされる。さらに、データの読出
遅延に鑑み、前回のフィールドにおけるモータ位置mp
os_stkを今回のピント位置af_posと見なす
処理をする。
【0105】一方、ステップS23において、現フィー
ルドのAF評価値af_data[i]が、最大値デー
タmax_data[i]よりも大きくないと判定され
れば、AF評価値のピークを検出したものとして、ステ
ップS25でピーク検出済みフラグpeak_detが
1にセットされる。
【0106】ステップS24またはS25は、ステップ
S26に進み、iに+1されてi=1となり、ステップ
S27でi=1>4ではないのでステップS22に戻
り、以下、領域i=0について説明したステップS22
〜S27の処理が、領域i=1,2,3,4について繰
返し行なわれ、ステップS26においてi=4に+1さ
れてステップS27においてi=5>4となると、ステ
ップS28の処理に進む。
【0107】上述のステップS22〜S27の処理にお
いて、高輝度部分を含む領域のAF評価値はステップS
24〜S26の処理を経由することなく、AF評価値の
ピーク検出から除外される。
【0108】すなわち、高輝度部分が存在する領域のA
F評価値には、本来のピント位置以外に偽の山が生じ、
この偽の山をピント位置と誤って判断してフォーカスレ
ンズを移動させてしまうことになる。そこで、この発明
では、高輝度部分を含む領域のAF評価値をピーク検出
の対象から除外して誤動作の発生を防止したものであ
る。
【0109】次に、ステップS28において、フォーカ
スレンズ位置が近端側に衝突しているか否かを判定す
る。そして、近端側に未だ衝突していないものと判定さ
れると、ステップS29において、後で説明するように
AF評価値の山を越えてオートフォーカス動作を行なう
「継続処理」を実行する。継続処理の詳細については、
図7および図8のフロー図を参照して後で詳細に説明す
る。
【0110】後述するように、継続処理中に、フラグk
eizokuがセットまたはクリアされている。ステッ
プS30においてkeizokuが0であれば、継続処
理の続行が指示され、ステップS31においてフォーカ
スモータ14をどれだけ移動させるかを指示するパルス
数に相当する変数afplsに定数AFSTEPが入れ
られる。
【0111】次に、ステップS32においてフォーカス
レンズの駆動方向が判定され、dir_modeが1の
ときは無限方向側に駆動されているため、ステップS3
3において、フォーカスモータの駆動パルス数の符号す
なわち駆動方向を反転させてステップS34に進む。一
方、dir_modeが0のときは近方向側に駆動され
ているため、そのままステップS34に進む。
【0112】一方、ステップS28において、フォーカ
スレンズ位置が近端側に達していると判断されると、ス
テップS37においてフォーカスレンズの駆動方向が判
定される。dir_modeが0のときは近方向側に駆
動方向が設定されているので、ステップS38において
dir_modeを1とし、駆動方向を無限方向に反転
させる。そして、ステップS39において、フォーカス
モータの駆動を停止させるべくフォーカスモータの駆動
パルス数を0に設定し、ステップS34に進む。
【0113】さらに、ステップS37において、dir
_modeが1のときは、駆動方向が近端方向を経て無
限方向に設定されているものと判定し、ステップS40
で、前述のステップS25においてピークが検出済みか
否かが判定される。
【0114】ステップS40で、peak_detが1
であれば、すでにピークが見つかっているので、ステッ
プ42において、ステップS24で設定されているaf
_posの位置にフォーカスレンズ1を駆動する。そし
て、その後ステップS43において、監視モードが設定
され、ステップS39において、フォーカスモータの駆
動を停止させるべく、フォーカスモータ駆動パルスを0
に設定し、ステップS34に進む。
【0115】一方、ステップ40で、peak_det
が0であれば、ピークは見つかっていないので、ステッ
プS41においてmulti_af_modeを0と
し、オートフォーカスモードを従来のAFモードに設定
する。そして、ステップS39において、フォーカスモ
ータの駆動を停止させるべく、フォーカスモータ駆動パ
ルスを0に設定し、ステップS34へ進む。
【0116】ここで、マルチAFモードにおいて近端に
達しながらピークが見出されていない場合、ステップS
41においてマルチAFモードから従来の分割されない
フォーカスエリアを用いるAFモードに変更する理由に
ついて説明する。
【0117】すなわち、フォーカスエリアを複数領域に
分割してAF評価値を算出した場合、各領域でのコント
ラストが低く、したがって十分な大きさのAF評価値を
えられない場合があり、そのような場合には、AF評価
値に基づいてピント位置を見つけるのは困難である。そ
こで、このような場合には、フォーカスエリアの分割を
停止し、フォーカスエリア全体からのAF評価値に基づ
いて改めてピント位置を見つけようとするものである。
【0118】図6の処理に戻って、ステップS34にお
いて、最大位置に相当する前回のフィールドのモータ位
置mpos_stkに、現在のフォーカスレンズ位置を
入れる。次に、ステップS35において、今回のAF評
価値af_data[ ]を前回のAF評価値af_d
ata_stk[ ]に入れる。これは、AF評価値の
増加傾向を調べるためである。
【0119】次に、ステップS36において、ステップ
S31およびS33、またはステップS39においてセ
ットされた、afplsが示すパルスの数および方向に
応じてフォーカスモータが駆動される。
【0120】次に、図6のステップS29に示した「継
続処理」について、図7および図8のフロー図を参照し
て詳細に説明する。
【0121】まず、ステップS44において、領域番号
を表わす変数iおよびフィールド単位で行なわれるAF
動作の実行(すなわち継続)回数を表わす変数coun
tを0にクリアする。
【0122】次に、ステップS45において、領域0〜
4のそれぞれに対応して用意されたしきい値からなるス
レッシュテーブルthr_tbl={thr0,thr
1,thr2,thr3,thr4}から、領域0のし
きい値thr0がthr_tbl[i]としてdata
1に入れられ、当該領域0の最大AF評価値max_d
ata[i]がdata2に入れられる。
【0123】そして、ステップS46において当該領域
0においてAF評価値の最大値の方がしきい値よりも大
きいと判定されると、ステップS47において、1より
も小さいdata1/data2の比に所定の回数Aを
掛けたものが回数jとして算出される(すなわちj<
A)。すなわち、data2の最大AF評価値の方が大
きければ大きいほど回数jは小さくなる。
【0124】一方、ステップS46において、AF評価
値の最大値の方がしきい値よりも大きくないと判定され
ると、ステップS48において回数jは定数Aに設定さ
れる。
【0125】次に、ステップS49において、回数jが
countより大きいか否かが判定され、大きければそ
の回数jがAF動作実行回数を表わすcountに設定
される。
【0126】次に、ステップS51において、iに+1
されてi=1となり、ステップS52でi=1>4では
ないのでステップS45に戻り、領域i=1に関してd
ata1およびdata2が設定される。
【0127】以下、領域i=0に関して説明したステッ
プS45〜S52の処理が、領域i=1,2,3,4に
ついて順次行なわれる。
【0128】この間、data2すなわち最大AF評価
値の低いものほど回数jは大きいため、ステップS49
において最もdata2の低い領域の回数jが優先され
てステップS50においてcountとして設定される
ことになる。特に、ある領域の最大AF評価値max_
data[i]がその領域に対応するしきい値thr_
tbl[i]よりも大きくない場合、AF動作の実行回
数countはステップS48で設定されたj=Aに設
定される。
【0129】すなわち、この継続処理によれば、AF動
作の再起動中、いずれかの領域の最大AF評価値が一定
のしきい値よりも大きくない場合には、AF動作の実行
回数countを最大(回数A)とし、また一定のしき
い値より大きい場合であっても、最大AF評価値が小さ
いほどAF動作の実行回数countをより大きく設定
することにより、近方向側に被写体が存在するという推
測に基づいて、近方向側のさらなる焦点評価値の最大値
を検出してより近方向の被写体にピントを合わせるもの
である。
【0130】すなわち、一般的に近方向側に何らかの被
写体が入っていれば遠方側の被写体のAF評価値の最大
値は低くなる。したがって、一旦AF評価値の最大値が
検出されてもその値が低ければさらに近方向側に他の被
写体がピントが外れた状態で存在する可能性がある。
【0131】そこで、上述の継続処理では、オートフォ
ーカス動作の再起動中、検出されたAF評価値の最大値
が低ければその山を無視してオートフォーカス動作を継
続することができるように、オートフォーカス動作の実
行回数countを設定するようにしたものである。
【0132】次に、ステップS53において被写界深度
に応じたオートフォーカス動作の継続回数の調整が行な
われる。すなわち、スチルカメラのズームを望遠側(テ
レ側)にするほど、被写界深度が浅くなり、図11の
(a)において破線で示すようにAF評価値の変化の幅
が狭くなる。したがって、AF評価値の山と山との間隔
が広がり、次の山を捕捉するためにはオートフォーカス
動作の継続回数を増やす必要がある。したがって、ステ
ップS53において、先行するステップS50で設定さ
れたcountに現在位置での焦点距離/テレの焦点距
離を掛けてcountの実行回数を補正するものであ
る。
【0133】ここで、オートフォーカス動作の実行回数
をたとえば広角側(ワイド)の基準に合わせると、望遠
側(テレ)に設定されたときにAF評価値の次の山を補
足することができなくなる。一方、オートフォーカス動
作の実行回数をたとえば望遠側の基準に合わせると、広
角側に設定されたときに不必要なオートフォーカス動作
が実行されることになる。
【0134】したがって、この発明の継続処理では、設
定された被写界深度に応じてオートフォーカス動作の実
行回数を調整するようにしたものである。
【0135】次に、ステップS54において、オートフ
ォーカス動作の開始位置start_posが近方向側
か否かが判定される。そして、開始位置が近方向側にあ
れば、ステップS55においてオートフォーカス動作の
継続回数countを1/2にしてステップS56に進
み、近方向側になければcountをそのまま保持して
ステップS56に進む。
【0136】このように、オートフォーカス動作を再起
動する位置が近方向側にあるか否かに応じて、オートフ
ォーカス動作の継続回数を調整しているため、不必要な
オートフォーカス動作を回避することができる。
【0137】すなわち、近方向側でオートフォーカス動
作を再起動した場合、さらに近い方に存在すると推測さ
れるAF評価値の山を見つけるのにオートフォーカス動
作の実行回数はそう多くはいらない。これに対し、遠方
側でオートフォーカス動作を再起動した場合には、近方
向側に存在すると推測されるAF評価値の山を見つける
のにAF動作の実行回数はある程度必要である。
【0138】したがって、この発明の継続処理では、オ
ートフォーカス動作を再起動する位置に応じて、オート
フォーカス動作の実行回数を調整するようにしたもので
ある。
【0139】次に、ステップS56でpeak_det
が0か否かを判定する。peak_detが0であれば
まだ山を検出していないので、ステップS66において
オーバーピークカウンタover_peak_cntは
0となり、ステップS68でフラグkeizokuも0
となる。
【0140】図6のマルチAF動作のフロー図におい
て、ステップS30でkeizokuが0であることが
判断されると、ステップS31〜S36を介して通常の
移動量AFSTEPだけフォーカスレンズが移動させら
れる。一方、peak_detが0でなければ、すでに
AF評価値の山を1回検出していることになるので、ス
テップS57でdir_modeが0か否かを判定す
る。ステップS57でdir_modeが0であればフ
ォーカスレンズは近方向に駆動されているので、ステッ
プS58においてb_panが0か否が判定される。
【0141】ステップS58でb_panが0であれ
ば、カメラはパンニング中ではないので、ステップS5
9に進み、領域を示す変数iおよびAF評価値が増加傾
向にあるか否かを示すフラグupが0にクリアされる。
【0142】次に、ステップS60においてaf_da
ta[i]がaf_data_stk[i]+Bよりも
大きいか否かが判定される。ここでBはある大きさの定
数であり、af_data[i]の方が大きいというこ
とは、現フィールドのAF評価値が前フィールドのAF
評価値よりもある程度増加していることになる。この場
合、ステップS61において当該領域の増加傾向を示す
フラグupは1にセットされる。
【0143】次に、ステップS62において、iに+1
されてi=1となり、ステップS63でi=1>4では
ないのでステップS60に戻り、以後、領域1,2,
3,4について、上述の処理ステップS60〜S63が
順次行なわれる。
【0144】その結果、ステップS64においてフラグ
upが0であれば、すなわち領域0〜4のいずれにおい
てもAF評価値が増加傾向を示していないならば、ステ
ップS65においてオーバーピークカウンタover_
peak_cntをインクリメントする。
【0145】そして、ステップS67において、インク
リメントされた値すなわちAF評価値の山を超えてから
どれだけフォーカスレンズを動かしたかを示す値が、算
出されたAF動作の継続回数countよりも大きいか
否かが判断される。
【0146】前者の値が算出された継続回数を超えてい
なければ、ステップS68において、フラグkeizo
kuを0とする。図6のマルチAF動作のフロー図にお
いて、ステップS30でkeizokuが0であること
が判定されると、ステップS31〜S36を介してAF
動作が実行される。
【0147】一方、ステップS67において、前者の値
が算出された継続回数を超えていれば、これ以上近方向
にフォーカスレンズを動かしてもピーク検出の可能性は
ないものと判断してステップS69へ進む。
【0148】したがってステップS69では、フォーカ
スレンズをaf_posの位置に駆動した後、フラグk
eizokuを1にセットし、さらに監視モードを設定
する。
【0149】図6のマルチAF動作のフロー図に戻っ
て、ステップS30でkeizokuが1にセットされ
ていることが判定されると、ステップS39,S34〜
S36を介して、オートフォーカス動作は終了させられ
る。
【0150】一方、ステップS64でフラグupが1で
あれば、いずれかの領域でAF評価値が増加傾向にある
ことがわかる。この場合には、ステップS66でove
r_peak_cntを0にセットし、ステップS68
でフラグkeizokuを0とする。図6のマルチAF
動作のフロー図に戻って、ステップS30でkeizo
kuが0であるということが判断されると、ステップS
31〜S36を介してAF動作が続行される。
【0151】このように、いずれかの領域のAF評価値
が、増加傾向を示すことが検出されれば、さらにフォー
カスレンズの近方向への移動が続行される。これによ
り、さらなるAF評価値の最大値が近方向側に存在する
場合には、これを検出してより近方向の被写体にピント
を合わせることができる。
【0152】すなわち、従来の山登りサーボ方式ではオ
ートフォーカス動作再起動後AF評価値の山を一旦超え
ればそこでAF動作を終了していたが、この発明の継続
処理では、前述したようにAF評価値の山が小さければ
次の山をさらに補足するように構成されている。しかし
ながら、そのためにはAF動作の実行回数を多くする必
要があり、動作が不安定となることを防止するため実行
回数は必要最小限にする必要がある。
【0153】そこで、上述の継続処理では、とりあえず
AF評価値の増加傾向を検出するようにし、増加傾向が
検出されれば、AF評価値の次の山が存在するものと推
定してAF動作の実行を継続するものである。これによ
りスチルカメラの不安定な動作を回避することができ
る。
【0154】一方、ステップS57においてdir_m
odeが0ではなく、無限方向に駆動されている場合に
は、ステップS69に進み、フォーカスレンズをaf_
posの位置に駆動する。すなわち、AF評価値の山を
1回検出後無限方向に駆動している場合には、すぐにA
F動作を終了することになる。
【0155】すなわち、フォーカスレンズを近方向側に
移動させてピントを検出できなかった場合にはステップ
S38においてフォーカスレンズの駆動方向を無限方向
側に反転して最初に検出した焦点評価値の山をピント位
置と判断するように構成している。
【0156】すなわち、近方向側で被写体にピントが合
っていた場合において、急にその被写体がいなくなった
場合など、近方向側には何も存在しないことになり、そ
のような場合にはとりあえず一旦近端側までフォーカス
レンズ位置を駆動させた後、無限方向側に反転させ、近
方向側のピント位置を優先させてピントを合わせるとい
う原則に則って、最初に発見されたAF評価値の山をピ
ント位置と判定してオートフォーカス動作を終了するも
のである。
【0157】次に、ステップS58において、b_pa
nが0ではなく、カメラがパンニング中であると判定さ
れると、ステップS59〜S64をスキップしてステッ
プS65に進み、over_peak_cntをインク
リメントする。すなわち、カメラがパンニング中にある
ときにはAF評価値の増加傾向の判定は行なわない。し
たがってカメラのパンニング中に不必要なオートフォー
カス動作が行なわれることが防止される。
【0158】以上で、この発明によるマルチAFモード
の一部を構成する継続処理(ステップS29)の説明を
終える。
【0159】次に、この発明のAFメイン処理において
ステップS20で実行される従来のAF動作モードにお
ける動作について、図9および図10のフロー図を参照
して、以下に説明する。
【0160】まず、ステップS70において、フォーカ
スモータの駆動方向が決定済みか否かを判定する。駆動
方向が未決定であると判定されると、ステップS86に
おいて現在のフォーカスレンズの位置から見て、遠方向
または近方向のいずれにピント位置があるかの方向判断
を行ない、ステップS87においてピント位置に向かっ
た駆動方向を決定する。
【0161】一方、ステップS70において駆動方向が
決定済みであると判定されると、ステップS71におい
て、たとえば図12の領域0および5からなる小エリア
から得られるAF評価値が所定量の評価値THRよりも
大きいか否かが判定される。
【0162】小エリアから得られるAF評価値が所定量
THRよりも大きければ小エリアから十分な大きさのA
F評価値が得られているものとして、ステップS72に
おいて、オートフォーカス動作の対象エリアを当該小エ
リアに設定する。
【0163】一方、小エリアから得られるAF評価値が
所定量の評価値THRに満たないものと判定された場合
には、ステップS73において、フォーカス動作の対象
エリアを領域0〜5からなる中エリアに拡大する。
【0164】次に、オートフォーカス動作の対象エリア
が小エリアに設定されている場合には、ステップS74
において、当該小エリアから得られたAF評価値が当該
小エリアにおけるAF評価値の最大値より大きいか否か
が判定され、大きい場合にはステップS75において、
小エリアの最大AF評価値を更新し、さらにデータ読出
に伴う遅延を考慮して、小エリアにおける最大評価値に
対応するレンズ位置af_posを前フィールドにおけ
るフォーカスモータ位置mpos_stkで更新する。
【0165】一方、オートフォーカス動作の対象エリア
が中エリアに設定されている場合には、ステップS76
において、当該中エリアから得られたAF評価値が当該
中エリアにおけるAF評価値の最大値よりも大きいか否
かが判定され、大きい場合にはステップS77におい
て、中エリアの最大AF評価値を更新し、さらに中エリ
アにおける最大AF評価値に対応するレンズ位置af_
posを前フィールドのフォーカスモータ位置mpos
_stkで更新する。
【0166】次に、ステップS78において、対象エリ
ア(小エリアまたは中エリア)から得られるAF評価値
が前フィールドと比較して所定の値だけ低下したか否か
が判定される。低下していないものと判定された場合に
は、ステップS84において、先行するフィールドのモ
ータ位置を現在のレンズ位置で更新し、さらにステップ
S85において、決定されている駆動方向に従って所定
量フォーカスレンズを駆動してオートフォーカス動作を
続行する。
【0167】一方、ステップS78において対象エリア
のAF評価値が所定の値だけ低下したと判定された場合
には、ステップS79において対象エリアが小エリアの
場合、AF評価値の最大位置af_posをステップS
75で得られた小エリアにおける最大位置afposで
更新し、対象エリアが中エリアと判定された場合には、
AF評価値の最大位置af_posをステップS77で
設定された中エリアにおける最大位置afposで更新
する。
【0168】次に、ステップ82において、上記ステッ
プS80またはS81において設定されたAF評価値が
最大値をとるafposの位置へフォーカスレンズを駆
動し、ステップS83においてオートフォーカス動作を
終了して監視モードに入る。
【0169】このようにして、図3および4に示したA
Fメイン処理の一部を構成する従来のAFモードの動作
(ステップS20)は実行される。
【0170】今回開示された実施の形態はすべての点で
例示であって制限的なものではないと考えられるべきで
ある。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求
の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味お
よび範囲内でのすべての変更が含まれることが意図され
る。
【0171】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、フォ
ーカスエリアを複数の独立した領域に分割してそれぞれ
の領域の焦点評価値の変化に基づいてオートフォーカス
動作を行なうことにより、被写体が遠近混在する場合、
被写体が撮像領域の中央に存在しない中抜け状態の場
合、背景のコントラストが高い場合、被写体が小さい場
合などにおいても、本来の被写体に対して正確にピント
を合わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施の形態によるスチルカメラの
構成を示す概略ブロック図である。
【図2】 図1に示したスチルカメラの基本動作を説明
するフロー図である。
【図3】 この発明の実施の形態によるAFメイン処理
の前半を示すフロー図である。
【図4】 この発明の実施の形態によるAFメイン処理
の後半を示すフロー図である。
【図5】 この発明の実施の形態によるマルチAF処理
の前半を示すフロー図である。
【図6】 この発明の実施の形態によるマルチAF処理
の後半を示すフロー図である。
【図7】 この発明の実施の形態による継続処理の前半
を示すフロー図である。
【図8】 この発明の実施の形態による継続処理の後半
を示すフロー図である。
【図9】 この発明の実施の形態の一部に用いられる従
来のAF動作モードの処理の前半を示すフロー図であ
る。
【図10】 従来のAF動作モードの後半を示すフロー
図である。
【図11】 この発明の動作原理を模式的に示す図であ
る。
【図12】 従来のスチルカメラおよびこの発明のスチ
ルカメラによるフォーカスエリアの設定方法について説
明する模式図である。
【符号の説明】
1 フォーカスレンズ、2 CCD素子、3 A/D変
換器、4 信号処理回路、5 DRAM、6 処理回
路、7 フラッシュメモリ、8 ゲート回路、9輝度信
号生成回路、10 HPF、11 LPF、12 デジ
タル積分器、13 CPU、14 フォーカスモータ。
───────────────────────────────────────────────────── 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) G03B 3/00 A Fターム(参考) 2H011 AA03 BA33 BB03 CA22 2H051 CE14 DA04 DA11 DA22 DA31 DD16 EA04 EA05 EA10 FA48 5C022 AA13 AB21 AB26 AB28 AB29 AC31 AC32 AC42 AC69 AC74

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 オートフォーカス機能を有する撮像装置
    であって、 フォーカスレンズおよび撮像素子を有し、撮像映像信号
    を供給する撮像手段と、 前記撮像素子に対する前記フォーカスレンズ位置を移動
    させる駆動手段と、 撮像画面上に複数の領域に分割されたフォーカスエリア
    を設定する第1のフォーカスエリア設定手段と、 前記複数の領域のそれぞれにおける前記撮像映像信号の
    高周波成分を検出して、前記複数の領域にそれぞれ対応
    する複数の焦点評価値を生成する第1の焦点評価値生成
    手段と、 前記複数の焦点評価値のそれぞれが最大値となる位置の
    うち、最も近方向側で最大値となる位置を合焦位置と判
    定して、当該位置に前記フォーカスレンズ位置を移動さ
    せるように前記駆動手段を制御するオートフォーカス動
    作を実行する第1のオートフォーカス制御手段と、 前記合焦位置において前記複数の焦点評価値に変動が生
    じたときは常に、前記オートフォーカス動作を再起動し
    て前記フォーカスレンズ位置を前記合焦位置から近方向
    側へ向かって強制的に移動させながら合焦位置の判定を
    行なうように前記駆動手段を制御する第1のオートフォ
    ーカス再起動手段とを備え、 前記オートフォーカス動作は、前記撮像映像信号の一定
    期間ごとに実行される、撮像装置。
  2. 【請求項2】 前記第1のオートフォーカス再起動手段
    は、 前記フォーカスレンズ位置を前記合焦位置から近方向側
    へ向かって移動させながら、前記複数の焦点評価値の各
    々が最大値となる位置を検出する手段と、 前記複数の焦点評価値のいずれかの最大値が一定の基準
    値よりも低い場合には、当該最大値を無視して前記フォ
    ーカスレンズ位置の近方向側への移動を続行して、当該
    焦点評価値がさらなる最大値となる位置を検出する手段
    とを含む、請求項1に記載の撮像装置。
  3. 【請求項3】 前記第1のオートフォーカス再起動手段
    は、 前記複数の焦点評価値のいずれかの最大値が一定の基準
    値よりも低い場合には、前記オートフォーカス動作の実
    行回数を多くするように前記実行回数を調整する手段を
    含む、請求項2に記載の撮像装置。
  4. 【請求項4】 前記第1のオートフォーカス再起動手段
    は、 前記フォーカスレンズ位置の近方向側への移動中に、当
    該焦点評価値が先に検出された最大値には到達しないも
    のの増加する傾向を有することを検出した場合には、前
    記フォーカスレンズ位置の近方向側への移動を続行する
    ために、前記オートフォーカス動作の実行回数を調整す
    る手段をさらに含む、請求項1または2に記載の撮像装
    置。
  5. 【請求項5】 前記第1のオートフォーカス再起動手段
    は、 前記撮像手段の被写界深度が深く設定されている場合に
    は、前記フォーカスレンズ位置の近方向側への移動を続
    行するための前記オートフォーカス動作の実行回数を少
    なくし、被写界深度が浅く設定されている場合には、前
    記フォーカスレンズ位置の近方向側への移動を続行する
    ための前記オートフォーカス動作の実行回数を多くする
    ように、前記オートフォーカス動作の実行回数を調整す
    る手段をさらに含む、請求項1または2に記載の撮像装
    置。
  6. 【請求項6】 前記第1のオートフォーカス再起動手段
    は、 前記オートフォーカス動作を再起動するときの前記フォ
    ーカスレンズ位置が近方向側にある場合には、前記フォ
    ーカスレンズ位置の近方向側への移動を続行するための
    前記オートフォーカス動作の実行回数を少なくし、前記
    オートフォーカス動作を再起動するときの前記フォーカ
    スレンズ位置が遠方向側にある場合には、前記フォーカ
    スレンズ位置の近方向側への移動を続行するための前記
    オートフォーカス動作の実行回数を多くするように、前
    記オートフォーカス動作の実行回数を調整する手段をさ
    らに含む、請求項1または2に記載の撮像装置。
  7. 【請求項7】 前記撮像装置は、 前記複数の領域のそれぞれにおける輝度成分を検出し
    て、前記複数の領域のそれぞれに対応する複数の輝度デ
    ータを生成する手段をさらに備え、 前記第1のオートフォーカス再起動手段は、 前記複数の領域のそれぞれの輝度データの変化が相対的
    に大きいときは前記オートフォーカス動作の再起動を中
    止する手段を含む、請求項1または2に記載の撮像装
    置。
  8. 【請求項8】 前記第1のオートフォーカス再起動手段
    は、 前記フォーカスレンズ位置を近方向側に移動させても合
    焦位置を判定できない場合、前記フォーカスレンズ位置
    の移動方向を遠方側に反転し、反転後最初に検出された
    焦点評価値の最大値の位置を合焦位置と判定してオート
    フォーカス動作を終了する手段を含む、請求項1または
    2に記載の撮像装置。
  9. 【請求項9】 前記撮像装置は、 前記複数の領域のそれぞれにおける輝度成分を検出し
    て、前記複数の領域のそれぞれに対応する複数の輝度デ
    ータを生成する手段と、 前記複数の領域のいずれかに高輝度データが存在する場
    合、当該領域に対応する焦点評価値を前記オートフォー
    カス制御手段によるオートフォーカス動作の対象となる
    複数の焦点評価値から除外する手段とをさらに備える、
    請求項1または2に記載の撮像装置。
  10. 【請求項10】 前記撮像手段は、静止画の撮像映像信
    号または動画の撮像映像信号を選択的に供給し、 前記撮像装置は、 複数の領域に分割されないフォーカスエリアを複数個ま
    たは1つ設定する第2のフォーカスエリア設定手段と、 前記分割されないフォーカスエリアにおける前記撮像映
    像信号の高周波成分を検出して、焦点評価値を生成する
    第2の焦点評価値生成手段と、 前記第2の焦点評価値生成手段によって生成された焦点
    評価値が最大値となる位置を合焦位置と判定して、当該
    位置に前記フォーカスレンズ位置を移動させるように前
    記駆動手段を制御するオートフォーカス動作を実行する
    第2のオートフォーカス制御手段と、 前記合焦位置において前記焦点評価値に変動が生じたと
    きは常に、前記オートフォーカス動作を再起動して合焦
    位置の判定を行なうように前記駆動手段を制御する第2
    のオートフォーカス再起動手段と、 前記撮像手段から前記動画の撮像映像信号が供給される
    場合には、前記第1のフォーカスエリア設定手段と、前
    記第1の焦点評価値生成手段と、前記第1のオートフォ
    ーカス制御手段と、前記第1のオートフォーカス再起動
    手段とに代わって、前記第2のフォーカスエリア設定手
    段と、前記第2の焦点評価値生成手段と、前記第2のオ
    ートフォーカス制御手段と、前記第2のオートフォーカ
    ス再起動手段とを動作させる手段とをさらに備える、請
    求項1に記載の撮像装置。
  11. 【請求項11】 前記撮像装置は、 複数の領域に分割されないフォーカスエリアを複数個ま
    たは1つ設定する第2のフォーカスエリア設定手段と、 前記分割されないフォーカスエリアにおける前記撮像映
    像信号の高周波成分を検出して、焦点評価値を生成する
    第2の焦点評価値生成手段と、 前記第2の焦点評価値生成手段によって生成された焦点
    評価値が最大値となる位置を合焦位置と判定して、当該
    位置に前記フォーカスレンズ位置を移動させるように前
    記駆動手段を制御するオートフォーカス動作を実行する
    第2のオートフォーカス制御手段と、 前記合焦位置において前記焦点評価値に変動が生じたと
    きは常に、前記オートフォーカス動作を再起動して合焦
    位置の判定を行なうように前記駆動手段を制御する第2
    のオートフォーカス再起動手段と、 前記第1のオートフォーカス再起動手段によってオート
    フォーカス動作の再起動後、合焦位置の検出ができない
    場合は、前記第1のフォーカスエリア設定手段と、前記
    第1の焦点評価値生成手段と、前記第1のオートフォー
    カス制御手段と、前記第1のオートフォーカス再起動手
    段とに代わって、前記第2のフォーカスエリア設定手段
    と、前記第2の焦点評価値生成手段と、前記第2のオー
    トフォーカス制御手段と、前記第2のオートフォーカス
    再起動手段とを動作させる手段とをさらに備える、請求
    項1に記載の撮像装置。
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