JP2003315667A - カメラのオートフォーカス装置 - Google Patents

カメラのオートフォーカス装置

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JP2003315667A JP2002124637A JP2002124637A JP2003315667A JP 2003315667 A JP2003315667 A JP 2003315667A JP 2002124637 A JP2002124637 A JP 2002124637A JP 2002124637 A JP2002124637 A JP 2002124637A JP 2003315667 A JP2003315667 A JP 2003315667A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 レンズ位置をフォーカス基準位置からの相対
位置として管理して、オートフォーカス動作を行う構成
において、衝撃等に起因するレンズの異常移動を判別し
て、レンズの異常移動時の復帰を自動的に行い得るよう
にすること。 【解決手段】 単焦点レンズをフォーカスレンズとして
使用し、このフォーカスレンズのレンズ位置をフォーカ
ス基準位置からの相対位置として管理して、オートフォ
ーカス動作を行うようにしたカメラのオートフォーカス
装置において、オートフォーカス動作時におけるフォー
カスレンズの移動に伴ってサンプリングされる、合焦度
合いを示すAFデータを取得するための輝度信号の高周
波成分の変化量と、画像の輝度構成ヒストグラムとか
ら、衝撃等によるオートフォーカスレンズの異常移動の
有無を推定し、異常移動と判定した場合には、オートフ
ォーカスレンズのフォーカス基準位置を計測し直す。

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、デジタルカメラや
ビデオカメラなどの民生用のカメラにおけるオートフォ
ーカス装置に係り、特に、オートフォーカス動作(自動
合焦動作)を輝度信号の変化を利用して行う映像信号方
式のオートフォーカス装置に関するものである。 【0002】 【従来の技術】オートフォーカス動作を輝度信号の変化
を利用して行う映像信号方式は、輝度信号の高周波成分
の量が合焦の度合いに対応していることに着目して、高
周波成分の量が常に最大となるようにレンズの位置をA
Fモータで調整するものであって、焦点調整のための光
学系が不要であるため、カメラの小型化、低コスト化に
適している。 【0003】図9は、上記の映像信号方式をとるカメラ
の要部構成図である。図9において、1はフォーカスレ
ンズたる単焦点レンズ(以下、レンズ1と記す)、2は
レンズ1と連動する遮蔽板、3は遮蔽板2の通過を検出
するフォトインタラプタ部、4はAFモータやギヤなど
で構成されたレンズ駆動メカニズム部、5はレンズ駆動
メカニズム部4のAFモータを駆動制御するモータ駆動
ドライバ、6はCCD(charge coupled divice)、7
はAGC回路(自動利得制御回路)、8はA/Dコンバ
ータ(アナログ/デジタル変換器)、9はDSP(digi
tal signal processor)、9aはAE用データ算出部、
9bはAFデータ算出部、10はDSP、11はマイコ
ン、12はタイミングジェネレータである。 【0004】図9に示す構成において、レンズ1からの
光学像はCCD6に結像されて、電気信号に変換された
後、AGC回路7で信号レベルを増幅され、A/Dコン
バータ8でデジタル映像信号に変換されて、DSP9に
入力される。DSP9では、信号の内容にしたがって映
像(画像)処理の前処理を行い、かつ、AE用データ算
出部9aにおいては、AE制御用に画像を多分割した輝
度値を算出し、AFデータ算出部9bにおいては、映像
信号の輝度信号の高周波成分から合焦度合いを示すAF
データを算出する。DSP9から出力された映像信号
は、画像処理用のDSP10において画像圧縮等の適宜
の映像処理を施されて、図示せぬ記録媒体や出力端子な
どに出力される。マイコン11は、AE用データ算出部
9aの出力からAE(auto exposure)値を換算・取得
すると共に、AFデータ算出部9bからAFデータを取
得する。そして、マイコン11は、AFデータの値がも
っとも大きくなるように(つまり、輝度信号の高周波成
分の量が最大となるように)、モータ駆動ドライバ5、
レンズ駆動メカニズム部4を介して、レンズ1を移動さ
せる。また、マイコン11は、AE値を参照しつつ、タ
イミングジェネレータ12を介して、CCD6に所定の
垂直同期信号(VD)、水平同期信号(HD)、クロッ
クを供給して、適正露光となるように電子シャッタのタ
イミングなどを制御する。 【0005】また、電源起動時などのレンズ基準位置
(フォーカス基準位置)の初期化時には、フォトインタ
ラプタ部3方向にレンズ1を駆動して、このレンズ移動
に連動して移動する遮蔽板2がフォトインタラプタ部3
を通過することで、レンズ1の基準位置を検出する。そ
して、以降マイコン11は、レンズ位置(レンズ1の位
置)を上記の基準位置からの相対位置として管理して、
ステッピングモーター等のAFモータによってレンズ1
を移動させるようになっている。 【0006】オートフォーカスを行う際に、合焦させる
べき領域すべてをスキャンした場合、画像にある程度以
上のコントラストがあるときには、レンズ位置と輝度信
号の高周波成分との関係は、例えば図3に示すようなグ
ラフとなる。図3の例では、A点が最も高周波成分が大
きいため、この位置を合焦位置とし、レンズ1をA点に
移動して撮影を行う。一方、オートフォーカスを行う際
に、合焦させるべき領域すべてをスキャンした場合、画
像のコントラストが低いときには、レンズ位置と輝度信
号の高周波成分との関係は、例えば図4に示すようなグ
ラフとなる。この図4に示すように、高周波成分の変化
量が所定の値以下の場合には、合焦位置が確定できない
ため、合焦失敗としてレンズを所定の位置に固定する
(例えば、焦点距離2mの位置に固定する)。 【0007】ところで、カメラをぶつけること等によっ
て、レンズ1に衝撃が加わった場合には、レンズ1とA
Fモータのギアが飛ぶ等によって、レンズ1が異常移動
を引き起こすことがある。こうした場合、マイコン11
は、前記した基準位置からのレンズ移動指令量(AFモ
ータの回転量)によってレンズ位置を把握しているの
で、マイコン11の指令なくしてレンズ1が移動して
も、これを検知することができない(すなわち、マイコ
ン11側でレンズ1の異常移動を検知できない)。その
ため、レンズ1が異常移動を引き起こした後は、本来の
レンズ位置と異なる領域で合焦位置の検出のためのレン
ズスキャンを行うこととなり、レンズ位置と輝度信号の
高周波成分との関係は、例えば図5に示すような、ほと
んど高周波成分の変化のない計測結果となってしまう場
合がある。したがって、このような場合には、高周波成
分の変化が所定の値以下となるので、先に述べたように
画像のコントラストが低いとして、レンズを固定位置に
してしまい、当然、フォーカスの合わない画像が撮影さ
れることとなる。 【0008】 【発明が解決しようとする課題】上述したように、レン
ズ位置をフォーカス基準位置からの相対位置として管理
して、オートフォーカス動作を行うデジタルカメラなど
においては、衝撃等によってレンズが異常移動してもこ
れを感知できないため、レンズが異常移動を引き起こし
た後は、正確なフォーカスが得られないため、フォーカ
スの合わない画像が撮影されてしまう。さらに、基準位
置をチェックするのは、通常、電源投入時がほとんどの
ため、電源切り/入れを行うまで合焦できない状態が続
いてしまい、この間、ユーザはフォーカスの合わない画
像を撮り続けることになる。 【0009】なお、特開平6−125493号公報、特
開平6−303487号公報には、輝度信号の最大値、
最小値の差分のレベルを見ることで、レンズスキャンす
ることなく低コントラストの画像を認識して、レンズス
キャンすることなく合焦失敗としてフォーカスを固定位
置にする手法が開示されているが、これらの公開公報の
従来技術では、衝撃等に起因するレンズの異常移動を検
出することに関しては、考慮が払われていない。 【0010】本発明は上記の点に鑑みなされたもので、
その目的とするところは、レンズ位置をフォーカス基準
位置からの相対位置として管理して、オートフォーカス
動作を行う構成において、衝撃等に起因するレンズの異
常移動を判別して、レンズの異常移動時の復帰を自動的
に行い得る、カメラのオートフォーカス装置を実現する
ことにある。 【0011】 【課題を解決するための手段】本発明は上記した目的を
達成するため、単焦点レンズをフォーカスレンズとして
使用し、このフォーカスレンズのレンズ位置をフォーカ
ス基準位置からの相対位置として管理して、オートフォ
ーカス動作を行うようにしたカメラのオートフォーカス
装置において、オートフォーカス動作時におけるフォー
カスレンズの移動に伴ってサンプリングされる、合焦度
合いを示すAFデータを取得するための輝度信号の高周
波成分の変化量と、画像の輝度構成ヒストグラムとか
ら、衝撃等によるオートフォーカスレンズの異常移動の
有無を推定し、異常移動と判定した場合には、オートフ
ォーカスレンズのフォーカス基準位置を計測し直すよう
にして、これによって、レンズの異常移動に起因する合
焦の失敗を回避するようにされる。 【0012】 【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面を用いて説明する。 【0013】図1は、本発明の一実施形態に係るカメラ
の要部構成図である。図1において、1はレンズ(フォ
ーカスレンズたる単焦点レンズ)、2はレンズ1と連動
する遮蔽板、3は遮蔽板2の通過を検出するフォトイン
タラプタ部、4はAFモータやギヤなどで構成されたレ
ンズ駆動メカニズム部、5はレンズ駆動メカニズム部4
のAFモータを駆動制御するモータ駆動ドライバ、6は
CCD、7はAGC回路、8はA/Dコンバータ、9は
DSP、9aはAE用データ算出部、9bはAFデータ
算出部、9cは最大/最小輝度値計測部、10はDS
P、11はマイコン、12はタイミングジェネレータで
ある。 【0014】本実施形態は、図9に示す従来構成におけ
るDSP9中に、画像の輝度信号の最大値と最小値を計
測する最大/最小輝度値計測部9cを付加したものとな
っており、この最大/最小輝度値計測部9cによって、
画像の最大輝度値、最低輝度値、およびその輝度差を計
測するようになっている。本実施形態の他の構成要素
は、前述した図9と同等であり、その説明は重複を避け
るため割愛する。 【0015】オートフォーカスを行う際に、合焦させる
べき領域すべてをスキャンした場合、画像にある程度以
上のコントラストがあるときには、レンズ位置と、輝度
信号の高周波成分と、画像の最大輝度と最低輝度の差分
との関係は、例えば図6に示すグラフのようになる。先
にも述べたように、輝度信号の高周波成分は、合焦時に
最も大きくなる。また、一般に、輝度差分はどのレンズ
位置でも大きく、合焦時にさらに大きくなるが、その変
化は小さい。 【0016】一方、オートフォーカスを行う際に、合焦
させるべき領域すべてをスキャンした場合、画像のコン
トラストが低いときには、レンズ位置と、輝度信号の高
周波成分と、画像の最大輝度と最低輝度の差分との関係
は、例えば図7に示すグラフのようになる。この場合に
は、輝度信号の高周波成分は全般に小さく、輝度差分も
全域にわたって小さい。 【0017】これに対して、前記したように衝撃等でレ
ンズが異常移動を引き起こした後に、オートフォーカス
を行うために合焦させるべき領域すべてをスキャンした
場合には、レンズ位置と、輝度信号の高周波成分と、画
像の最大輝度と最低輝度の差分との関係は、例えば図8
に示すグラフのようになる。この場合には、輝度信号の
高周波成分はほとんど変化せず、輝度差分はどのレンズ
位置でも大きくなっている。したがって、高周波成分の
変化は少ないが、輝度差分が所定の値以上の場合には、
レンズが異常移動を引き起こしたと推定できる。そこ
で、本実施形態では、高周波成分の変化は少ないが、輝
度差分が所定の値以上の場合には、マイコン11は、レ
ンズ1の異常移動が発生していると判断して、前述した
レンズ1の基準位置の再検出動作を実行させるようにな
っている。 【0018】図2は、本実施形態のオートフォーカス動
作の処理フローを示している。まず、ユーザがシャッタ
を半押することにより、オートフォーカス動作が開始さ
れる(ステップS1)。オートフォーカス動作により、
レンズを合焦させる全域にわたってスキャンし、このと
き輝度信号の高周波成分および輝度差分をスキャン中逐
次記憶し、レンズを合焦させる全域にわたって輝度信号
の高周波成分および輝度差分を記憶する(ステップS
2)。次に、ステップS3において、輝度信号の高周波
成分の変化量が所定値よりも大きいか否かを判定し、高
周波成分の変化量が大きかった場合には、ステップS4
に進んで、最も高周波成分が大きい位置を合焦位置とす
る。また、高周波成分の変化量が少なかった場合には、
ステップS5に進んで、輝度差分の量を見て、輝度差が
全域にわたって所定の値よりも小さか否かを判定し、小
さかった場合には、ステップS6に進んで、コントラス
トが小さい画像としてレンズをある焦点距離に固定す
る。他方、輝度差分の量を見て、これが所定の値より大
きかった場合には、ステップS7に進んで、レンズ異常
移動の発生として、レンズの基準位置を初期化する。 【0019】 【発明の効果】以上のように本発明によれば、レンズ位
置をフォーカス基準位置からの相対位置として管理し
て、オートフォーカス動作を行う構成において、衝撃等
に起因するレンズの異常移動を判別して、レンズの異常
移動時の復帰を自動的に行うようにしているので、従来
のように、電源切り/入れを行うまでフォーカスの合わ
ない画像を撮り続けるといった事態を回避でき、ユーザ
にとって大いに利便性が向上する。
【図面の簡単な説明】 【図1】本発明の一実施形態に係るカメラの要部構成を
示す説明図である。 【図2】本発明の一実施形態における、オートフォーカ
ス動作の処理フローを示すフローチャートである。 【図3】一般的な被写体での、レンズ位置と輝度成分の
高周波成分との関係を示すグラフ図である。 【図4】コントラストが低い被写体での、レンズ位置と
輝度信号の高周波成分との関係を示すグラフ図である。 【図5】レンズ異常移動の発生後における、レンズ位置
と輝度信号の高周波成分との関係を示すグラフ図であ
る。 【図6】一般的な被写体での、レンズ位置と輝度信号の
高周波成分と輝度差分との関係を示すグラフ図である。 【図7】コントラストが低い被写体での、レンズ位置と
輝度信号の高周波成分と輝度差分との関係を示すグラフ
図である。 【図8】レンズ異常移動の発生後における、レンズ位置
と輝度信号の高周波成分と輝度差分との関係を示すグラ
フ図である。 【図9】従来のカメラの要部構成を示す説明図である。 【符号の説明】 1 レンズ(フォーカスレンズたる単焦点レンズ) 2 遮蔽板 3 フォトインタラプタ部 4 レンズ駆動メカニズム部 5 モータ駆動ドライバ 6 CCD 7 AGC回路 8 A/Dコンバータ 9 DSP 9a AE用データ算出部 9b AFデータ算出部 9c 最大/最小輝度値計測部 10 DSP 11 マイコン 12 タイミングジェネレータ

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 【請求項1】 単焦点レンズをフォーカスレンズとして
    使用し、このフォーカスレンズのレンズ位置をフォーカ
    ス基準位置からの相対位置として管理して、オートフォ
    ーカス動作を行うようにしたカメラのオートフォーカス
    装置において、 オートフォーカス動作時におけるフォーカスレンズの移
    動に伴ってサンプリングされる、合焦度合いを示すAF
    データを取得するための輝度信号の高周波成分の変化量
    と、画像の輝度構成ヒストグラムとから、衝撃等による
    オートフォーカスレンズの異常移動の有無を推定し、異
    常移動と判定した場合には、オートフォーカスレンズの
    フォーカス基準位置を計測し直す手段を、有することを
    特徴とするカメラのオートフォーカス装置。
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JP2014529760A (ja) * 2012-02-02 2014-11-13 アセルサン・エレクトロニク・サナイ・ヴェ・ティジャレット・アノニム・シルケティAselsan Elektronik Sanayi veTicaret Anonim Sirketi 電子撮像システムを合焦させるシステム及び方法

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