JP2006293383A - 自動合焦装置、デジタルカメラ、携帯情報入力装置、合焦位置検出方法、およびコンピュータが読取可能な記録媒体 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明にかかる自動合焦装置は、被写体像を所定位置に結像するフォーカスレンズ101aおよびズームレンズ系101bを含むレンズ系101と、レンズ系101を介して入力される被写体像を撮像して画像データを出力するCCD103と、CCD−AFと外部AFの検出結果に基づいて最終的な合焦位置を決定するCPU121とを備え、レンズ系101bの焦点距離に応じてCCD−AFのサンプリング条件を設定する。
【選択図】 図1
Description
デジタルカメラのAFに関する動作例1を図7〜図15を参照して説明する。図7は、CPU121の制御により実行されるデジタルカメラのAFに関する動作例1を説明するためのフローチャートである。
図8はCCD−AFを実行する場合のサンプリング範囲(フォーカスレンズ系101aの移動範囲)を説明するための説明図である。同図において、横軸はレンズ位置(至近〜無限)を示し、縦軸は被写体のコントラスト(AF評価値)を示し、同図のaはサンプリング範囲を示す。焦点距離に応じて、適切なCCD−AFのサンプリング範囲(サンプリング幅)を設定することにより、合焦位置検出の精度と速度を両立させることが可能となる。CPU121は、必要精度に対して外部AF精度でも対応可能なワイドの場合はCCD−AFのサンプリング範囲を狭く設定して、CCD−AFの高速化を図る。他方、CPU121は、外部AFの精度では能力不足のテレの場合には、CCD−AFのサンプリング幅を広く設定する。
図9はCCD103の受光面のAFエリアを説明するための図である。同図はCCD103の受光面内を示しており、CPU121は、この受光面内でAF評価値を取得するためのAFエリアを設定する。同図はCCD103の受光面を水平15、垂直10分割した場合を示しており、CPU121は、CCD103の受光面内で任意の大きさのAFエリアを設定できる。焦点距離に応じて、適切なCCD−AFのAFエリアを設定することにより、合焦位置検出の精度と速度を両立させることが可能となる。CPU121は、画面における被写体の占有面積が低いと思われるワイドの場合には、同図(a)に示すように、画面全体をAFエリアに設定して、画面全体についてAF評価値のサンプリングを行い、遅いサンプリング周期でAF評価値をサンプリングする。他方、CPU121は、画面における被写体の占有面積が高いと思われるテレの場合には、同図(b)に示すように、画面の中央部分のみをAFエリアに設定して、画面の中央部分についてのみAF評価値のサンプリングを行って、早いサンプリング周期でAF評価値をサンプリングする。付言すると、CCD−AFのサンプリング周期は画像処理時間によって決まってくるため、処理すべき画像の範囲を狭くすると、その分、速い周期でサンプリング可能となる。
図10はCCD−AFのフォーカスレンズ系101aの移動量に対するAF評価値のサンプリング間隔を説明するための説明図である。同図において、横軸はレンズ位置(至近〜無限)を示し、縦軸は被写体のコントラスト(AF評価値)を示し、同図のbはAF評価値のサンプリング間隔を示す。焦点距離に応じて、適切なCCD−AFのサンプリング間隔を設定することにより、合焦位置検出の精度と速度を両立させることが可能となる。CPU121は、例えば、焦点深度が深い焦点距離では、レンズ移動間隔を大きくしてAF評価値のサンプリング間隔を大きくし、サンプリングするポイント数を減らしてCCD−AFの高速化を図る。
デジタルカメラのAFに関する動作例2を図12〜図16を参照して説明する。図12は、CPU121の制御により実行されるデジタルカメラのAFに関する動作例2を説明するためのフローチャートである。
例えば、t1=t2とした場合に、過去2回が2m、3mの場合には、次は4m、他方、過去2回が4m、3mの場合には、次は2mと予測される。よって、それぞれ4m前後、2m前後に対応するレンズ系の位置でCCD−AFを実施することになる。
101 レンズ系
101a フォーカスレンズ系
101b ズームレンズ系
102 オートフォーカス等を含むメカ機構
103 CCD(電荷結合素子)
104 CDS(相関2重サンプリング)回路
105 可変利得増幅器(AGCアンプ)
106 A/D変換器
107 IPP(Image Pre-Processor)
108 DCT(Discrete Cosine Transform)
109 コーダー(Huffman Encoder/Decoder)
110 MCC(Memory Card Controller)
111 RAM(内部メモリ)
112 PCカードインタフェース
121 CPU
122 表示部
123 操作部
125 モータドライバ
126 SG部
127 ストロボ
128 バッテリ
129 DC−DCコンバータ
130 EEPROM
131 フォーカスドライバ
132 パルスモータ
133 ズームドライバ
134 パルスモータ
135 モータドライバ
136 外部AFセンサー
150 PCカード
151 レンズ
152 フォトセンサーアレイ
1071 色分離部
1072 信号補間部
1073 ペデスタル調整部
1074 ホワイトバランス調整部
1075 デジタルゲイン調整部
1076 γ変換部
1077 マトリクス部
1078 ビデオ信号処理部
1079 Y演算部
1080 BPF
1081 AF評価値回路
1082 AE評価値回路
1083 Y演算部
1084 AWB評価値回路
1085 CPUI/F
1086 DCTI/F
1075r、1075g、1075b 乗算器
Claims (17)
- 被写体像を所定位置に結像する、フォーカスレンズ系およびズームレンズを含むレンズ系と、
前記レンズ系を介して入力される被写体像を撮像して画像データを出力する撮像手段と、
前記撮像手段を使用して、前記レンズ系を移動させて被写体のコントラストをサンプリングして合焦位置を検出する第1の合焦位置検出手段と、
前記撮像手段とは異なる光電変換手段を使用して、被写体との距離を検出して前記レンズ系の合焦位置を検出する第2の合焦位置検出手段と、
前記第1の合焦位置検出手段および前記第2の合焦位置検出手段で検出された合焦位置に基づいて、最終的な合焦位置を決定する合焦位置決定手段と、を備え、
前記合焦位置決定手段は、前記第1の合焦位置検出手段の被写体のコントラストを検出する際のサンプリング範囲を、前記第2の合焦位置検出手段によって検出された被写体との距離に基づいてサンプリング位置の前後の範囲となるように設定し、さらに、前記レンズ系の焦点距離に応じて、前記レンズ系がワイドの場合には狭く設定し、テレ側になるに従い広く設定することを特徴とする自動合焦装置。 - さらに、被写体のコントラストを検出するための前記撮像手段の受光画面内のエリアの大きさを、前記レンズ系がワイドの場合には大きく設定し、テレになるに従い小さく設定することを特徴とする請求項1に記載の自動合焦装置。
- さらに、被写体のコントラストを検出する際のサンプリング間隔を、前記レンズ系がワイドの場合には大きく設定し、テレになるに従い小さく設定することを特徴とする請求項1に記載の自動合焦装置。
- 前記合焦位置決定手段は、前記レンズ系の焦点距離に基づき、前記第1の合焦位置検出手段または前記第2の合焦位置検出手段で検出された合焦位置を最終的な合焦位置と決定することを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか1つに記載の自動合焦装置。
- 前記合焦位置決定手段は、前記レンズ系がワイドの場合には、前記第1の合焦位置検出手段および前記第2の合焦位置検出手段で検出された合焦位置のうち、当該合焦位置に対応する被写体距離が近い方を最終の合焦位置と決定することを特徴とする請求項4に記載の自動合焦装置。
- 前記合焦位置決定手段は、前記レンズ系がテレの場合には、前記第1の合焦位置検出手段で検出された合焦位置を最終の合焦位置と決定することを特徴とする請求項4に記載の自動合焦装置。
- 合焦動作の動作を指示するための合焦動作操作部材の操作に先行して、所定の時間間隔で前記第2の合焦位置検出手段は被写体との距離を測距する測距処理を実行することを特徴とする請求項1〜請求項6のいずれか1つに記載の自動合焦装置。
- 請求項1〜請求項7のいずれか1つに記載の自動合焦装置を適用したことを特徴とするデジタルカメラ。
- 請求項1〜請求項7のいずれか1つに記載の自動合焦装置を適用したことを特徴とする携帯情報入力装置。
- フォーカスレンズ系およびズームレンズ系を含むレンズ系の被写体に対する合焦位置を検出する合焦位置検出方法において、
撮像手段とは異なる光電変換手段を使用して、被写体との距離を検出して前記レンズ系の合焦位置を検出する第1の工程と、
前記撮像手段を使用して、前記レンズ系を移動させて被写体のコントラストをサンプリングして合焦位置の検出を行う第2の工程と、
前記第1の工程とおよび前記第2の工程で検出された合焦位置に基づいて、最終的な合焦位置を決定する第3の工程と、を含み、
前記第3の工程は、前記第2の工程による被写体のコントラストを検出する際のサンプリング範囲を、前記第1の工程によって検出された被写体との距離に基づいてサンプリング位置の前後の範囲となるように設定し、さらに、前記レンズ系の焦点距離に応じて、前記レンズ系がワイドの場合には狭く設定し、テレになるに従い広く設定することを特徴とする合焦位置検出方法。 - さらに、被写体のコントラストを検出するための前記撮像手段の受光画面内のエリアの大きさを、前記レンズ系がワイドの場合には大きく設定し、テレになるに従い小さく設定することを特徴とする請求項10に記載の合焦位置検出方法。
- さらに、被写体のコントラストを検出する際の、サンプリング間隔を、前記レンズ系がワイドの場合には大きく設定し、テレになるに従い小さく設定することを特徴とする請求項11に記載の合焦位置検出方法。
- 前記第3の工程では、前記レンズ系の焦点距離に基づき、前記第1の工程または前記第2の工程で検出された合焦結果を最終的な合焦位置と決定することを特徴とする請求項10〜請求項12のいずれか1つに記載の合焦位置検出方法。
- 前記第3の工程では、前記レンズ系がワイドの場合には、前記第1の工程および前記第2の工程で検出された合焦位置のうち、当該合焦位置に対応する被写体距離が近い方を最終の合焦位置と決定することを特徴とする請求項13に記載の合焦位置検出方法。
- 前記第3の工程では、前記レンズ系がテレの場合には、前記第2の工程で検出された合焦位置を最終の合焦位置と決定することを特徴とする請求項13に記載の合焦位置検出方法。
- フォーカスレンズ系を含むレンズ系の被写体に対する合焦位置を検出する合焦位置検出方法において、
合焦動作を指示するための合焦動作操作部材の操作に先行して、所定の時間間隔で撮像手段とは異なる光電変換手段を使用して、被写体との距離を検出する第1の工程と、
前記合焦動作操作部材が操作された場合には、前記第1の工程の測距結果を使用して基準位置を算出するとともに、被写体のコントラストを検出する際のサンプリング範囲を、前記第1の工程によって検出された被写体との距離に基づいてサンプリング位置の前後の範囲となるように設定し、さらに、前記レンズ系の焦点距離に応じて、前記レンズ系がワイドの場合には狭く設定し、テレになるに従い広く設定する第2の工程と、
前記撮像手段を使用して、前記第2の工程で算出された基準位置の近傍で、前記レンズ系を移動させて前記設定されたサンプリング範囲で合焦位置の検出を行う第3の工程と、
前記光電変換手段を使用して、被写体との距離を検出して前記レンズ系の合焦位置を検出する第4の工程と、
前記第3の工程および前記第4の工程で検出された合焦位置に基づいて、最終的な合焦位置を決定する第5の工程と、
を含み、
前記第3の工程と前記第4の工程とを略同時に実行することを特徴とする合焦位置検出方法。 - 請求項10〜請求項16のいずれか1つに記載の発明の各工程をコンピュータに実行させるためのプログラムが記録されていることを特徴とするコンピュータが読取可能な記録媒体。
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