JP2003140032A - 撮像装置 - Google Patents
撮像装置Info
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- JP2003140032A JP2003140032A JP2001341018A JP2001341018A JP2003140032A JP 2003140032 A JP2003140032 A JP 2003140032A JP 2001341018 A JP2001341018 A JP 2001341018A JP 2001341018 A JP2001341018 A JP 2001341018A JP 2003140032 A JP2003140032 A JP 2003140032A
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Abstract
ズに影響されることなく正確な合焦位置を検出すること
のできる撮像装置を提供すること。 【解決手段】被写体像を取り込む撮像光学系1と、前記
撮像光学系1を介して取り込まれた被写体像を光電変換
して画像信号を出力する撮像手段2と、前記撮像光学系
1を駆動させて合焦を行う駆動手段6と、前記駆動手段
6により撮像光学系1を移動させ、その移動過程の複数
の検出位置における各位置においてそれぞれ複数フィー
ルドの画像信号を取得し、それら複数フィールドの画像
信号を合算して各検出位置において一つの画像信号を作
成すると共に、この画像信号から高周波成分を抽出して
合焦評価信号を作成し、各検出位置の合焦評価信号を比
較し、その最大値から合焦位置を検出する焦点位置検出
手段7と、を有することを特徴とする撮像装置。
Description
しくは、低輝度の場合でも誤測距することなく正確に合
焦を行うことのできる撮像装置に関する。
を出力する撮像手段としてCCD等の撮像素子を用いた
撮像装置では、その自動合焦方式の一つとして、撮像光
学系の位置を近点から遠点又は遠点から近点へと移動さ
せ、その移動過程の各位置において得られた画像信号に
基づき、高周波成分などのコントラストの程度を評価す
る情報を得て、その値がピークを示す位置を合焦位置と
判断し、その位置にフォーカシングする方式が、山登り
AF(オートフォーカス)方式として知られている。
時)には信号そのものが満足に得られないため、コント
ラスト情報の値が低下し、そのピーク位置の検出が非常
に困難となる問題がある。このため、従来では撮像素子
から出力される信号をゲインアップにより増幅すること
で、補助光を用いずに暗いシーンに対応していた。
号を増幅する場合、撮像素子の暗電流、信号転送雑音、
信号増幅雑音等のノイズも同時に増幅されてしまうた
め、信号がノイズに埋もれて合焦位置の検出が困難とな
ったり、図5に示すように、擬似ピークが発生すること
により、本来の合焦位置とは異なる位置をピーク値と判
断してしまい、誤測距してしまうという問題があった。
インアップして信号増幅する場合でも、ノイズに影響さ
れることなく正確な合焦位置を検出することのできる撮
像装置を提供することを課題とする。
の請求項1記載の発明は、被写体像を取り込む撮像光学
系と、前記撮像光学系を介して取り込まれた被写体像を
光電変換して画像信号を出力する撮像手段と、前記撮像
光学系を駆動させて合焦を行う駆動手段と、前記駆動手
段により撮像光学系を移動させ、その移動過程の複数の
検出位置における各位置においてそれぞれ複数フィール
ドの画像信号を取得し、それら複数フィールドの画像信
号を合算して各検出位置において一つの画像信号を作成
すると共に、この画像信号から高周波成分を抽出して合
焦評価信号を作成し、各検出位置の合焦評価信号を比較
し、その最大値から合焦位置を検出する焦点位置検出手
段と、を有することを特徴とする撮像装置である。
記載の発明は、被写体像を取り込む撮像光学系と、前記
撮像光学系を介して取り込まれた被写体像を光電変換し
て画像信号を出力する撮像手段と、前記撮像光学系を駆
動させて合焦を行う駆動手段と、前記駆動手段により撮
像光学系を移動させ、その移動過程の複数の検出位置に
おける各位置においてそれぞれ複数フィールドの画像信
号を取得し、それら複数フィールドの各画像信号から高
周波成分を抽出して複数の合焦評価信号を作成すると共
に、この複数の合焦評価信号を合算して一つの合焦評価
信号を作成し、各検出位置の合焦評価信号を比較し、そ
の最大値から合焦位置を検出する焦点位置検出手段と、
を有することを特徴とする撮像装置である。
て図面に基づいて説明する。
構成ブロック図である。
ートフォーカス用レンズ1を介して取り込まれ、撮像素
子2の撮像面上に光学的に結像する。撮像素子2はCC
D(Charge Coupled Device)等からなる固体撮像素子
であり、光電変換作用により被写体像の輝度及び色彩に
対応した画像信号を発生し、CDS/AGC/AD部3
に出力する。次いで、CDS/AGC/AD部3では、
撮像素子2から出力された画像信号に対してCDS(相
関二重サンプリング)処理を行うことによりノイズを低
減し、またAGC(自動利得調整)回路によりゲインの
調整を行い、更にA/D変換器によりデジタル信号に変
換し、メモリ4に出力する。メモリ4はこのデジタル信
号を記憶する。
御するCPUからなり、レンズ制御部6及びAF演算部
7を制御する。
ンズ1を駆動することにより、近点から遠点又は遠点か
ら近点へとレンズを光軸に沿って移動させる。
カス用レンズ1の移動過程の各検出位置において取得し
た画像信号から、所謂山登り方式でオートフォーカス用
レンズ1の合焦位置を探索するが、ここではオートフォ
ーカス用レンズ1の移動過程の複数の検出位置の各位置
において、複数フィールド分の画像信号を取得するよう
にしている。なお、この検出位置は、オートフォーカス
用レンズ1を近点から遠点又は遠点から近点へと光軸に
沿って移動させた移動過程における3点以上の任意の位
置である。
直同期のタイミングで、1回の読み出しによって撮像素
子2から読み出される画像信号のことである。例えば、
撮像素子2がフィールド読み出しCCDの場合は、1フ
ィールド分の画像信号がそれに相当し、撮像素子2がフ
レーム読み出しCCDの場合は、1フレーム分の画像信
号がそれに相当する。また、垂直方向、水平方向を間引
いたり切り出しを行う高速読み出しの場合でも、1回の
読み出しで構成される画像単位を1フィールドとし、画
面全体を構成する信号である必要はない。即ち、複数フ
ィールドとは、複数回の読み出しによって得られる複数
個の画像信号を意味する。
ように評価値合算部71、評価値抽出部72、ピーク検
出部73を有して構成されている。
フォーカス用レンズ1、撮像素子2及びCDS/AGC
/AD部3を通して得られた複数フィールドの画像信号
を検出位置毎にそれぞれ合算し、各検出位置でそれぞれ
一つの画像信号を作成する。作成された画像信号はメモ
リ4に次々に記憶される。
抽出するバンドパスフィルタを有し、上記評価値合算部
71において得られた各画像信号から特定の周波数成分
を抽出し、合焦評価信号を作成する。ここではバンドパ
スフィルタとしてハイパスフィルタを有し、画像信号中
の高周波成分を抽出し、この高周波成分に基づいて合焦
評価信号を作成するようにしている。
上記評価抽出部72において作成され、メモリ4に記憶
された各検出位置の合焦評価信号の値を比較することに
よりその最大値を検出する。ここで検出された最大値が
合焦位置となる。
について説明する。
制御し、オートフォーカス用レンズ1を近点から遠点又
は遠点から近点へと光軸に沿って移動させる。本発明に
おいてカメラ制御部5は、このオートフォーカス用レン
ズ1の移動過程における複数の検出位置における各位置
において、図2に示すように、それぞれ複数フィールド
の画像信号を取得する。ここでは3フィールド分の画像
信号を取得する場合を示すが、画像信号は2フィールド
以上であればその数は任意である。
部71において、上記検出位置毎の複数フィールド分の
画像信号をそれぞれ合算し、各検出位置でそれぞれ一つ
の画像信号を作成する。
の画像信号が作成されると、AF演算部7では、評価値
抽出部72において各画像信号から高周波成分を抽出
し、この高周波成分に基づいて合焦評価信号を作成し、
それぞれメモリ4に記憶していく。
化して示している。評価値合算部71において、各検出
位置における複数フィールド分の画像信号を合算するこ
とで、各フィールドの画像信号中においてランダムに発
生しているノイズ成分は平均化される。従って、これに
より一つの画像信号を作成することで、各検出位置にお
いてノイズ成分が平均化された画像信号が作成され、従
来のようにノイズ成分に埋もれてしまったり、擬似ピー
クが発生するようなことなく合焦評価信号を得ることが
できる。
部5はメモリ4から合焦評価信号をそれぞれ読み出すと
共に、AF演算部7を制御し、そのピーク検出部73に
おいて上記読み出された合焦評価信号の値を比較し、合
焦位置となる最大値を検出する。図3に示すように、合
焦評価信号はノイズ成分が平均化されるため、低輝度時
にゲインアップして信号増幅する場合でも、ノイズ成分
に影響されることなくその最大値を検出することが可能
である。
6を駆動制御し、上記合焦位置にオートフォーカス用レ
ンズ1を移動させる。
オートフォーカス用レンズ1の各検出位置において撮像
した複数フィールドの画像信号を合算した後、それによ
り作成された一つの画像信号から合焦評価信号を作成す
るようにしたが、図4に示すように、オートフォーカス
用レンズ1の移動過程の複数の検出位置における各位置
において複数フィールドの画像信号を取得した後、各検
出位置において各画像信号からそれぞれ合焦評価信号を
得るようにしてもよい。
ズ1の移動過程の複数の検出位置における各位置におい
て複数フィールドの画像信号を取得した後、まず最初に
AF演算部7は、評価値抽出部72において、各検出位
置においてそれぞれ取得された複数フィールドの画像信
号のそれぞれに対して高周波成分を抽出して複数の合焦
評価信号を作成する。ここでは各検出位置においてそれ
ぞれ3フィールド分の画像信号を取得したものを示して
いるので、その各検出位置において得られた3つの合焦
評価信号を評価信号、評価信号及び評価信号とす
る。
値抽出部72において作成された複数の合焦評価信号、
即ち、評価信号、評価信号及び評価信号を検出位
置毎にそれぞれ合算し、これにより一つの合焦評価信号
を作成する。この評価値合算部71において、各検出位
置における複数の合焦評価信号を合算することで、各合
焦評価信号中においてランダムに発生しているノイズ成
分は平均化される。従って、これにより一つの合焦評価
信号を作成することで、各検出位置においてノイズ成分
が平均化された合焦評価信号が作成され、従来のように
ノイズ成分に埋もれてしまったり、擬似ピークが発生す
ることなく合焦評価信号を得ることができる。
る合焦評価信号は、メモリ4に次々記憶される。
形態と同様に、カメラ制御部5は、メモリ4から合焦評
価信号をそれぞれ読み出すと共に、AF演算部7を制御
し、そのピーク検出部73において上記読み出された各
検出位置の合焦評価信号の値を比較し、合焦位置となる
最大値を検出する。図3に示すように、合焦評価信号は
ノイズ成分が平均化されるため、低輝度時にゲインアッ
プして信号増幅する場合でも、ノイズ成分に影響される
ことなくその最大値を検出することが可能である。
6を駆動制御し、上記合焦位置にオートフォーカス用レ
ンズ1を移動させる。
特に低輝度の場合に有効に発揮する。このため、図示し
ないが、撮像装置に輝度検出手段を設け、カメラ制御部
5は、この輝度検出手段の検出値が既定値よりも上回っ
た高輝度の場合には、通常のAF制御動作を行い、上記
検出値が既定値を下回った低輝度の場合に、上述した各
実施形態に示す焦点位置検出動作を起動させるようにし
てもよい。
よりノイズ成分が多くなる時にも、以上説明した焦点位
置検出動作は有効に発揮する。例えば高輝度であっても
高速シャッターを維持するためにゲインアップにて適正
露光を得る場合等である。このため、ゲインアップ量が
既定値よりも下回った場合には、通常のAF制御動作を
行い、ゲインアップ量が既定値を上回った場合に、上述
した各実施形態に示す焦点検出動作を起動させるように
してもよい。
ジタル電子スチルカメラ、ビデオムービーとして知られ
ているVTR用カメラに利用することができることはい
うまでもない。
増幅する場合でも、ノイズに影響されることなく正確な
合焦位置を検出することのできる撮像装置を提供するこ
とができる。
ク
明図
Claims (2)
- 【請求項1】被写体像を取り込む撮像光学系と、前記撮
像光学系を介して取り込まれた被写体像を光電変換して
画像信号を出力する撮像手段と、前記撮像光学系を駆動
させて合焦を行う駆動手段と、前記駆動手段により撮像
光学系を移動させ、その移動過程の複数の検出位置にお
ける各位置においてそれぞれ複数フィールドの画像信号
を取得し、それら複数フィールドの画像信号を合算して
各検出位置において一つの画像信号を作成すると共に、
この画像信号から高周波成分を抽出して合焦評価信号を
作成し、各検出位置の合焦評価信号を比較し、その最大
値から合焦位置を検出する焦点位置検出手段と、を有す
ることを特徴とする撮像装置。 - 【請求項2】被写体像を取り込む撮像光学系と、前記撮
像光学系を介して取り込まれた被写体像を光電変換して
画像信号を出力する撮像手段と、前記撮像光学系を駆動
させて合焦を行う駆動手段と、前記駆動手段により撮像
光学系を移動させ、その移動過程の複数の検出位置にお
ける各位置においてそれぞれ複数フィールドの画像信号
を取得し、それら複数フィールドの各画像信号から高周
波成分を抽出して複数の合焦評価信号を作成すると共
に、この複数の合焦評価信号を合算して一つの合焦評価
信号を作成し、各検出位置の合焦評価信号を比較し、そ
の最大値から合焦位置を検出する焦点位置検出手段と、
を有することを特徴とする撮像装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001341018A JP2003140032A (ja) | 2001-11-06 | 2001-11-06 | 撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001341018A JP2003140032A (ja) | 2001-11-06 | 2001-11-06 | 撮像装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003140032A true JP2003140032A (ja) | 2003-05-14 |
Family
ID=19155128
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001341018A Pending JP2003140032A (ja) | 2001-11-06 | 2001-11-06 | 撮像装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2003140032A (ja) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003248163A (ja) * | 2002-02-25 | 2003-09-05 | Noritsu Koki Co Ltd | フォーカス調節方法 |
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JP2012168136A (ja) * | 2011-02-17 | 2012-09-06 | Mitsutoyo Corp | 画像測定装置、オートフォーカス制御方法及びオートフォーカス制御プログラム |
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JP2016197167A (ja) * | 2015-04-03 | 2016-11-24 | 株式会社日立国際電気 | 撮像装置および焦点制御方法 |
-
2001
- 2001-11-06 JP JP2001341018A patent/JP2003140032A/ja active Pending
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