JP2006267221A

JP2006267221A - オートフォーカスシステム

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Publication number: JP2006267221A
Application number: JP2005081960A
Authority: JP
Inventors: Kunio Tanida; 邦男谷田
Original assignee: Fujinon Corp
Current assignee: Fujinon Corp
Priority date: 2005-03-22
Filing date: 2005-03-22
Publication date: 2006-10-05

Abstract

【課題】コントラスト方式のオートフォーカス（ＡＦ）によりＡＦエリア内の被写体にピントを合わせるオートフォーカスシステムにおいて、２つの撮影画像の差分から移動する対象被写体の画像範囲を検出し、その画像範囲の応じてＡＦエリアの範囲を設定することによって、対象被写体に適切にピントが合わせられるようにしたオートフォーカスシステムを提供する。
【解決手段】テレビカメラ等において追尾装置１６は、順次得られる２つの撮影画像の差分を抽出して差画像を求め、その差画像から２値累積値投影の分布を求める。即ち、差画像として抽出された対象被写体の画像範囲を検出する。そして、その画像範囲に基づいてＡＦエリアの位置及び大きさを設定、変更する。
【選択図】図１

Description

本発明はオートフォーカスシステムに係り、特にＡＦエリアの被写体に自動でピントを合わせるオートフォーカスシステムに関する。

テレビカメラのように撮影素子（ＣＣＤ等）により被写体の画像を電気信号（画像信号）に変換する撮像システムでは、オートフォーカス（以下、ＡＦと記す）の方式として一般的にコントラスト方式が採用されている。コントラスト方式は、撮像素子により取り込まれた画像信号から被写体画像のコントラストを検出し、そのコントラストが最も高くなるように撮影レンズのフォーカスを制御することによって最良ピント状態（合焦状態）に自動でピント合わせを行う方式である。

コントラスト方式のようなＡＦでは、カメラの撮影範囲内にある被写体の全体をＡＦの対象とするのではなく、撮影範囲のうちの一部の範囲にある被写体のみを対象とすることが多い。コントラスト方式のＡＦでは、撮像素子の撮像エリア全体により取り込まれた画像信号のうち、ＡＦの対象とする範囲の画像信号を抽出し、その抽出した範囲の画像信号のコントラストが最も高くなるようにフォーカスを制御することによってＡＦの対象を一部の範囲の被写体のみに限定している。尚、本明細書ではカメラの撮影範囲のうちＡＦの対象とする被写体の範囲、又は、カメラの撮影画像の画面上においてＡＦの対象とする被写体の画像範囲をＡＦエリアといい、そのＡＦエリアの輪郭を示す枠をＡＦ枠というものとする。

また、従来、撮影画像の画面上において単一のＡＦエリアが所定位置に固定して設定される場合、標準的には矩形のＡＦエリアが画面中央に設定されるが、操作者の操作によってＡＦエリアの位置を変更可能にしたものも知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００２−３６５５１９号公報

ところで、コントラスト方式のＡＦでは、ＡＦエリアの中にピントを合わせたい対象被写体と異なる高周波成分の多い被写体があるとその被写体にピントがあってしまうという問題がある。そのため、ＡＦエリアをできるだけ対象被写体の範囲に制限することが望ましい。

しかしながら、初期の段階でそのようにＡＦエリアが設定されていたとしても対象被写体が前後左右に移動し、画面上での対象被写体の位置や大きさが変化すると、ＡＦエリア内に対象被写体以外の画像が多く含まれるようになり、対象被写体からピントがずれるという事態が生じる場合があった。また、ＡＦエリアの位置や大きさ等を変更可能にした場合であっても、その操作に手間や注意力を要するという問題があった。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、オートフォーカスによりピントを合わせる対象被写体、特に、移動する対象被写体に対して適切な範囲のＡＦエリアを自動で設定することができるオートフォーカスシステムを提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、請求項１に記載のオートフォーカスシステムは、光学系により結像された被写体像を撮像する撮像手段と、前記撮像手段により撮像された撮影画像のうち、所定のＡＦエリア内にある被写体の画像のコントラストに基づいて該ＡＦエリア内の被写体にピントが合うように前記光学系のフォーカス調整を行うオートフォーカス手段と、前記撮像手段により順次得られた２つの撮影画像の差分を抽出して差画像を生成する差画像生成手段と、前記差画像生成手段により生成された差画像に基づいて、画面上で移動する移動物体の画像範囲を、ピントを合わせる対象被写体の画像範囲として検出する検出手段と、前記検出手段により検出された前記画像範囲に基づいて、前記ＡＦエリアの範囲内に前記対象被写体の画像が主として含まれるように前記ＡＦエリアの位置及び大きさを設定するＡＦエリア設定手段と、を備えたことを特徴としている。

本発明によれば、対象被写体の画面上での位置や大きさに応じてＡＦエリアの範囲が適切になるようにＡＦエリアの位置と大きさが設定される。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記検出手段は、前記差画像生成手段により生成された差画像を２値化する２値化手段と、該２値化手段によって２値化された差画像の各画素について水平方向に各画素の画素値を累積した水平方向累積値の分布と垂直方向に各画素の画素値を累積した垂直方向累積値の分布とを算出する累積値算出手段とを備え、該累積値算出手段により算出された水平方向累積値と垂直方向累積値の分布に基づいて前記対象被写体の画像範囲を検出することを特徴としている。本発明は、対象被写体の画像範囲を検出するための具体的態様を示している。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記ＡＦエリア設定手段は、矩形状のＡＦエリアを設定すると共に、ＡＦエリアの水平方向の幅を前記累積値算出手段により算出された垂直方向累積値の分布範囲に基づいて設定し、ＡＦエリアの垂直方向の幅を前記累積値算出手段により算出された水平方向累積値の分布範囲に基づいて設定することを特徴としている。本発明は、前記検出手段によって検出される対象被写体の画像範囲は、水平方向累積値の分布範囲と垂直方向累積値の分布範囲に対応するものとしてＡＦエリアの範囲をそれらの分布範囲によって設定している。

本発明に係るオートフォーカスシステムによれば、オートフォーカスによりピントを合わせる対象被写体、特に、移動する対象被写体に対して適切な範囲のＡＦエリアを自動で設定することができるようになる。

以下、添付図面に従って本発明に係るオートフォーカスシステムの好ましい実施の形態について詳説する。

図１は、本発明に係るオートフォーカスシステムが適用される撮像システムの全体構成を示したブロック図である。同図に示す撮像システムは、例えば放送用テレビカメラでの撮影に用いられる撮像システムであり、同図にはレンズ交換可能なカメラヘッド１０、カメラヘッド１０のレンズマウントに装着される撮影レンズ（光学系）を備えたレンズ装置１２、枠操作部１４、追尾装置１６等が示されている。

カメラヘッド１０には、撮像素子（例えばＣＣＤ）や所要の信号処理回路等が搭載されており、レンズ装置１２の撮影レンズにより結像された像は、撮像素子により光電変換された後、信号処理回路によって所要の信号処理が施される。信号処理回路によって生成される所定形式の映像信号は、カメラヘッド１０の映像信号出力端子等から外部機器に出力される。また、カメラヘッド１０には、構図の確認等のためのビューファインダ（モニタ）１８が設置されており、そのビューファインダ１８にカメラヘッド１０からの映像信号が与えられ、カメラヘッド１０で撮影されているリアルタイムの画像（映像）がビューファインダ１８の画面上に表示されるようになっている。また、ビューファインダ１８の画面上にはオートフォーカス（ＡＦ）の対象範囲であるＡＦエリアの情報、例えば、ＡＦ枠も表示される。

レンズ装置１２は、カメラヘッド１０のレンズマウントに装着される図示しない撮影レンズ（光学系）を備えており、その撮影レンズにより被写体の像がカメラヘッド１０の撮像素子の撮像面に結像される。撮影レンズには、その構成部としてフォーカスレンズ群、ズームレンズ群、絞りなどの撮影条件を調整するための可動部が設けられており、それらの可動部は、図示しないモータ（サーボ機構）によって電動駆動されるようになっている。例えば、フォーカスレンズ群やズームレンズ群は光軸方向に移動し、フォーカスレンズ群が移動することによってフォーカス（被写体距離）調整が行われ、ズームレンズ群が移動することによって焦点距離（ズーム倍率）調整が行われる。尚、本実施の形態のようにオートフォーカスに関するシステムにおいては、少なくともフォーカスレンズ群が電動で駆動できればよく、その他の可動部は手動でのみ駆動可能であってもよい。また、所定の可動部を操作者の操作に従って電動駆動する場合には、図示しない操作部（レンズ装置１２に接続されるコントローラの操作部等）から操作者の操作に従って出力されるコントロール信号に基づいて可動部の動作が制御されるが詳細は省略する。

また、同図に示すように、レンズ装置１２には、レンズ装置１２全体を統括制御するレンズＣＰＵ２０、オートフォーカス（ＡＦ）処理を実行するＡＦ処理部２２、ＡＦ用撮像回路２４等が搭載されている。ＡＦ用撮像回路２４は、ＡＦ処理用の映像信号を取得するためにレンズ装置１２に配置されており、撮像素子（ＣＣＤ等）や撮像素子の出力信号を所定形式の映像信号として出力する処理回路等を備えている。尚、ＡＦ用撮像回路２４の撮像素子をＡＦ用撮像素子という。また、ＡＦ用撮像回路２４から出力される映像信号は輝度信号とする。

ＡＦ用撮像素子の撮像面には、撮影レンズの光路上に配置されたハーフミラー等によってカメラヘッド１０の撮像素子に入射する被写体光から分岐された被写体光が結像するようになっている。ＡＦ用撮像素子の撮像エリアに対する撮影範囲及び被写体距離（ピントが合う被写体の距離）は、カメラヘッド１０の撮像素子の撮像エリアに対する撮影範囲及び被写体距離に一致するように構成されており、ＡＦ用撮像素子により取り込まれる撮影画像は、カメラヘッド１０の撮像素子により取り込まれる撮影画像と一致している。尚、両者の撮影範囲に関しては完全に一致している必要はなく、例えば、ＡＦ用撮像素子の撮影範囲の方がカメラヘッド１０の撮像素子の撮影範囲を包含する大きな範囲であってもよい。また、ＡＦ用撮像素子を設けることなくカメラヘッド１０からの映像信号をＡＦ処理部２２に与えるようにしてもよい。

ＡＦ処理部２２は、ＡＦ用撮像回路２４から映像信号を取得し、その映像信号に基づいて被写体画像のコントラストの高低を示す焦点評価値を算出する。例えば、ＡＦ用撮像素子から得られた映像信号の高域周波数成分の信号をハイパスフィルタによって抽出した後、その高域周波数成分の信号のうちＡＦの対象範囲であるＡＦエリアに対応する範囲の信号を１画面分ずつ積算する。このようにして１画面分ごとに得られる積算値は被写体画像のコントラストの高低を示し、焦点評価値としてレンズＣＰＵ２０に与えられる。尚、ＡＦエリアの範囲は後述のようにレンズＣＰＵ２０により指定される。

レンズＣＰＵ２０は、詳細を後述するようにＡＦエリアの範囲（輪郭）を示すＡＦ枠の情報（ＡＦ枠情報）を枠操作部１４から取得してそのＡＦ枠情報により指定されたＡＦ枠内の範囲をＡＦエリアとしてＡＦ処理部２２に指定する。そして、そのＡＦエリア内の画像（映像信号）により求められる焦点評価値をＡＦ処理部２２から取得する共に、取得した焦点評価値が最大（極大）、即ち、ＡＦエリアの被写体画像のコントラストが最大となるようにフォーカスレンズ群を制御する。例えば、焦点評価値に基づくフォーカスレンズ群の制御方式として山登り方式が一般的に知られており、フォーカスレンズ群を焦点評価値が増加する方向に移動させて行き、焦点評価値が減少し始める点を検出すると、その位置にフォーカスレンズ群を設定する。これにより、ＡＦ枠内の被写体に自動でピントが合わせられる。

枠操作部１４は、上記ＡＦ枠の位置、大きさ、形状等のＡＦ枠の設定内容を操作者が指定するための操作部材を備えている。尚、図２に示すようにＡＦ枠４０は、カメラヘッド１０の撮像素子での撮影範囲又は撮影画像（の画面）に対してＡＦの対象範囲であるＡＦエリア４２の輪郭を示す。枠操作部１４は、その操作部材が操作者により操作されると、その操作に従ってＡＦ枠の位置等の設定内容を設定、変更する。尚、枠操作部１４の操作部材によるＡＦ枠の位置等の設定内容の変更は、操作前におけるＡＦ枠の設定内容を基準にしてその後の操作部材の操作量に対応する変更量分だけ設定内容に変更を加えることによって行われようになっている。例えばＡＦ枠の位置はトラックボールの回転方向及び回転量に対応する方向及び移動量分だけ変位するようになっている。また、撮影範囲（撮影画像の画面）内におけるＡＦ枠の位置（本実施の形態では矩形のＡＦ枠の中心位置）を決める点をＡＦポイントというものとすると、ＡＦ枠の位置はＡＦポイントの位置を設定することによって決定される。

一方、枠操作部１４の操作部材が操作されず、操作者によってＡＦ枠の設定内容の変更が指示さてれない状態では、後述する追尾装置１６から与えられるＡＦ枠情報によりＡＦ枠の設定内容を設定、変更する。枠操作部１４は、操作者の操作又は追尾装置１６からのＡＦ枠情報により設定、変更したＡＦ枠の設定内容を示すＡＦ枠情報をレンズＣＰＵ２０からの要求に従ってレンズＣＰＵ２０に送信する。これによってＡＦの対象範囲が、枠操作部１４において設定、変更されたＡＦ枠の範囲に設定される。

尚、追尾装置１６は、操作者が指定した対象物（対象被写体）の画像を撮影画像の画面上で検出しながらその対象物の画面上での移動に合わせてＡＦエリア（ＡＦ枠）の位置等を自動で変更（自動追尾）する自動追尾機能を実現するための装置であり、操作者がＡＦ枠の変更のためのマニュアル操作を行っていない場合には追尾装置１６によるＡＦ枠の自動追尾が行われ、操作者がＡＦ枠の変更のためのマニュアル操作を行っている場合にはそのマニュアル操作が追尾装置１６よりも優先されて操作者のマニュアル操作に従ってＡＦ枠が変更される。自動追尾機能をオフしてマニュアル操作のみを有効にすることもできる。

また、枠操作部１４は、上述のように設定、変更したＡＦ枠の設定内容を示すＡＦ枠情報をカメラヘッド１０にも送信し、そのＡＦ枠をビューファインダ１８の画面上の対応する位置に表示させる。これによって操作者がビューファインダ１８を見ながらその時のＡＦ枠の位置等を認識することができるようになっている。

追尾装置１６は、画像処理部２６、画像入力部２８、シリアル通信インターフェース３０等を備えている。画像入力部２８は、上記ＡＦ用撮像回路２４により得られた映像信号（輝度信号）をＡＦ処理部２２を介して取得し、画像処理部２６からの要求に応じてその映像信号から得られる撮影画像の画像データを画像処理部２６に与える。

画像処理部２６は、詳細を後述する画像入力部２８から取得した撮影画像に基づいて、ピント合わせの対象として追尾する対象物の画面上での範囲を検出する。そして、検出した対象物の範囲に基づいてＡＦ枠の範囲（位置と大きさ）を決定し、そのＡＦ枠の範囲を示すＡＦ枠情報をシリアル通信インターフェース３０を介して上記枠操作部１４に送信する。

次に、追尾装置１６の画像処理部２６における追尾処理について図３のフローチャートを参照しながら詳説する。操作者は、まず、ビューファインダ１８の画面に表示された映像及びＡＦ枠を見ながら枠操作部１４の操作部材を操作し、ピント合わせの対象として追尾する対象物がＡＦ枠の範囲に納まるようにＡＦ枠の範囲を設定する（ステップＳ１０）。これによって、レンズＣＰＵ２０におけるＡＦの処理によりその対象物にピントが合わせられる。

枠操作部１４の操作が停止すると画像処理部２６は、そのときのＡＦ枠の設定内容を示すＡＦ枠情報を枠操作部１４からシリアル通信インターフェース３０を介して読み取ると共に、レンズ装置１２のＡＦ処理部２２から画像入力部２８に与えられている映像信号から１画面分（１フレーム分）の撮影画像（画像データ）を取り込む（ステップＳ１２）。尚、このとき取り込んだ撮影画像をＡ画像とする。また、ＡＦ処理部２２から画像入力部２８に与えられる映像信号が、例えば、１画面分（１フレーム分）の撮影画像を２フィールド分の映像信号によって構成するインターレース方式の映像信号とすると、画像入力部２８から１画面分として取り込む撮影画像は、１フィールド分の映像信号によって得られる撮影画像であってもよいし、２フィールド分の映像信号によって得られる撮影画像であってもよい。ノンインターレース方式の場合には１フレーム分の映像信号によって得られる撮影画像とする。

次いて画像処理部２６は、Ａ画像の取込みから所定時間経過した後に１画面分の撮影画像をＡ画像と同様に取り込む（ステップＳ１４）。尚、このとき取り込んだ撮影画像をＢ画像とする。

次に画像処理部２６は、Ａ画像とＢ画像の差分により抽出される差画像Ｃを生成する（ステップＳ１６）。即ち、Ａ画像とＢ画像の対応する画素同士の画素値（輝度値）の差を求めその差の絶対値を各画素の画素値として有する差画像Ｃを生成する（Ｃ＝｜Ａ−Ｂ｜）。例えば、Ａ画像、Ｂ画像としてそれぞれ図４（Ａ）、（Ｂ）に示すような画像が得られたとする。これらの図には、ステップＳ１０において設定されたＡＦ枠４０内において、画面上で移動する移動物体Ｍ１が追尾する対象物（Ｍ１）として簡略的に一定輝度で円形の画像により示されており、画面上で変化しない被写体として１つの非対象物Ｍ２が三角の画像により示されている。また、ＡＦ枠４０の外側の被写体は画像の変化がないものとして省略されている。これらのＡ画像、Ｂ画像に対して差画像Ｃは図４（Ｃ）のような画像として生成される。同図（Ｃ）に示すように差画像Ｃにおいては、変化のない画像が除去され、Ａ画像とＢ画像での移動物体Ｍの画像に重なりが生じていない部分の画像のみが抽出される。

ここで、同図（Ｂ）のようにＡＦ枠４０が設定されていた場合に対象物Ｍ１と非対象物Ｍ２のコントラストが高い（高周波成分が多い）ものとすると、フォーカスレンズ群の位置（フォーカス位置）を至近端から無限遠端までの範囲で移動させたときの焦点評価値が図５（Ａ）のような分布を示す。これによれば、対象物Ｍ１と非対象物Ｍ２の各々の被写体距離に対応して２つのピークＰ１、Ｐ２が存在するため、ＡＦによっていずれかの被写体にピントが合うことになる。そのため、非対象物Ｍ２にピントが合う可能性があり、その場合には操作者が意図した対象物Ｍ１にピントが合わないことになる。そこで、本フローチャートの処理においてＡＦ枠４０の範囲（位置及び大きさ）が対象物Ｍ１の範囲に適合するように自動で変更されるようになっている。

上記ステップＳ１６により差画像Ｃを生成すると、続いて画像処理部２６は、差画像Ｃの各画素の画素値について、所定のしきい値以上の場合には、しきい値未満の場合には０として差画像Ｃを２値化する（ステップＳ１８）。その２値化した差画像Ｃの面積を求める（ステップＳ２０）。尚、求めた面積を変数ＡＲＥＡで表すものとする。次に画像処理部２６は、面積ＡＲＥＡが所定のしきい値（例えば５００）を超えたか否かにより対象物が移動したか否かを判定する（ステップＳ２２）。ＮＯと判定した場合には以下のステップＳ２４及びステップＳ２６の処理を行わずにステップＳ１２に戻り、ステップＳ１２からの処理を繰り返す。

一方、ステップＳ２２においてＹＥＳと判定した場合、画像処理部２６は、２値化した差画像Ｃに対して２値累積値投影の処理を実行する（ステップＳ２４）。

ここで、２値累積値投影の処理について説明する。２値累積値投影は、２値化した差画像Ｃの各画素に対して水平方向（横方向）の同一ライン上に並んだ各画素の画素値を累積（積算）した水平方向累積値と、垂直方向（縦方向）の同一ライン上に並んだ各画素の画素値を累積した垂直方向累積値とを求め、各ラインの水平方向累積値と垂直方向累積値をぞれぞれ画面に対して想定したＹ軸（横軸）とＸ軸（横軸）に投影する。これによって、Ｙ軸とＸ軸の各々に水平方向累積値と垂直方向累積値の分布を示す２値累積値投影分布を作成する。例えば、図４（Ｃ）のように生成された差画像Ｃに対して２値累積値投影の処理を行うと、図６のような結果が得られる。図６においてＸ軸の各座標点（Ｘ座標値）には、同一Ｘ座標値にある画素（垂直方向の同一ライン上に並んだ画素）の画素値を累積した垂直方向累積値が投影され、Ｙ軸の各座標点（Ｙ座標値）には、同一Ｙ座標値にある画素（水平方向のライン上の画素）の画素値を累積した水平方向累積値が投影される。

次に画像処理部２６は、ステップＳ２４でのＸ軸、Ｙ軸への２値累積値投影の結果に基づいてＡＦ枠を更新する（ステップＳ２６）。例えば、Ｘ軸に投影された垂直方向累積値の総和（面積）に対して１〜９９パーセントの値となる範囲（画面左端及び右端からそれぞれ面積の１パーセント分の値となる範囲を除いた範囲）をＡＦ枠の横幅とし、Ｙ軸に投影された水平方向累積値の総和（面積）に対して１〜９９パーセントの値となる範囲（画面上端及び下端からそれぞれ面積の１パーセント分の値となる範囲を除いた範囲）をＡＦ枠の縦幅として矩形状のＡＦ枠を設定する。例えば、図６に示したような２値累積値投影の分布が得られたとすると、図７（Ａ）に示すような範囲のＡＦ枠４４が設定される。画像処理部２６は、このようにして設定したＡＦ枠の範囲（位置と大きさ）を示すＡＦ枠情報をシリアル通信インターフェース３０を介して上記枠操作部１４に送信することによって、レンズ装置１２におけるＡＦの対象範囲及びビューファインダ１８に表示されるＡＦ枠を変更する。これによれば、図７（Ｂ）に示すようにＡＦ枠の更新前に対象物Ｍ１と非対象物Ｍ２を含む範囲に設定されていたＡＦ枠４０が、主として対象物Ｍ１の画像を含むＡＦ枠４４に変更される。従って、図５（Ｂ）に示すように、フォーカスレンズ群の位置（フォーカス位置）を至近端から無限遠端までの範囲で移動させたときの焦点評価値の分布において、対象物Ｍ１のみに対応したピークＰ１のみが存在するようになり、対象物Ｍ１に確実にピントが合わせられるようになる。

画像処理部２６は、以上の処理が終了するとステップＳ１２に戻り、ステップＳ１２からの処理を繰り返し実行する。これによって、対象物Ｍ１の画面上の位置や大きさが変化した場合でもそれに応じてＡＦ枠の位置や大きさが適切な範囲にとなるように自動で変更される。

尚、２値累積値投影に基づいてＡＦ枠の範囲を設定する場合に、上記処理ではＡＦ枠の範囲を水平方向累積値の総和と垂直方向累積値の総和の各々が１〜９９パーセントとなる範囲としたが、これに限らない。例えば、他のパーセント範囲としてもよい。

また、上記説明では、対象物が画面上で左右等に移動する場合を例示したが、本処理は、例えば、対象物が前後に移動した場合等に対象物の画像の大きさのみが変化した場合等にも有効である。

また、上記実施の形態では、レンズ装置１２、枠操作部１４、追尾装置１６は別体の装置として図示したが、いずれか２つ又は全ては一体の装置であってもよい。また、上記実施の形態では追尾装置１６の処理に関する操作部材（例えば、対象物を決定する決定スイッチ等）も枠操作部１４に設けるようにしたが、追尾装置１６に設けるようにしてもよい。

また、上記実施の形態では、ＡＦ用に映像信号をカメラヘッド１０の撮像素子とは別のＡＦ専用の撮像素子により取得するようにしたが、ＡＦ用としてカメラヘッド１０の撮像素子により得られる映像信号を用いてもよい。但し、上記実施の形態のようにＡＦ用の映像信号をＡＦ専用の撮像素子から得るようにすると、カメラヘッド１０が高精細度（ＨＤ）テレビジョンシステムに対応のものである場合にそのＨＤ信号を使用することなくＡＦを行うことができるため小型化・省電力化に有利である。

図１は、本発明に係るオートフォーカスシステムが適用される撮像システムの全体構成を示したブロック図である。図２は、ＡＦ枠を例示した図である。図３は、追尾装置における追尾処理の処理手順を示したフローチャートである。図４は、差画像の説明に使用した説明図である。図５は、ＡＦ枠に応じた焦点評価値の例を示した図である。図６は、２値累積値投影の処理の説明に使用した説明図である。図７は、ＡＦ枠の設定（更新）の説明に使用した説明図である。

符号の説明

１０…カメラヘッド、１２…レンズ装置、１４…枠操作部、１６…追尾装置、１８…ビューファインダ、２０…レンズＣＰＵ、２２…ＡＦ処理部、２４…ＡＦ用撮像回路、２６…画像処理部、２８…画像入力部、３０…シリアル通信インターフェース、４０、４４…ＡＦ枠、４２…ＡＦエリア

Claims

光学系により結像された被写体像を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段により撮像された撮影画像のうち、所定のＡＦエリア内にある被写体の画像のコントラストに基づいて該ＡＦエリア内の被写体にピントが合うように前記光学系のフォーカス調整を行うオートフォーカス手段と、
前記撮像手段により順次得られた２つの撮影画像の差分を抽出して差画像を生成する差画像生成手段と、
前記差画像生成手段により生成された差画像に基づいて、画面上で移動する移動物体の画像範囲を、ピントを合わせる対象被写体の画像範囲として検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された前記画像範囲に基づいて、前記ＡＦエリアの範囲内に前記対象被写体の画像が主として含まれるように前記ＡＦエリアの位置及び大きさを設定するＡＦエリア設定手段と、
を備えたことを特徴とするオートフォーカスシステム。
前記検出手段は、前記差画像生成手段により生成された差画像を２値化する２値化手段と、該２値化手段によって２値化された差画像の各画素について水平方向に各画素の画素値を累積した水平方向累積値の分布と垂直方向に各画素の画素値を累積した垂直方向累積値の分布とを算出する累積値算出手段とを備え、該累積値算出手段により算出された水平方向累積値と垂直方向累積値の分布に基づいて前記対象被写体の画像範囲を検出することを特徴とする請求項１のオートフォーカスシステム。
前記ＡＦエリア設定手段は、矩形状のＡＦエリアを設定すると共に、ＡＦエリアの水平方向の幅を前記累積値算出手段により算出された垂直方向累積値の分布範囲に基づいて設定し、ＡＦエリアの垂直方向の幅を前記累積値算出手段により算出された水平方向累積値の分布範囲に基づいて設定することを特徴とする請求項２のオートフォーカスシステム。