JP2007219029A - 自動焦点調整装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】従来、前後のレンズ位置での焦点評価値の大小比較により極大点を検出することで高速に処理することができる「(高速)山登り制御」においては、合焦状態と非合焦状態との焦点評価値の差も小さい低コントラストの画像の場合、その大小比較の結果にブレが生じ、誤った焦点位置を決定してしまう可能性がある、という課題がある。
【解決手段】以上の課題を解決するために、本発明は、閾値となる所定の評価値を基準として焦点評価値の大小を判断し、例えば焦点評価値が所定の評価値以上との条件を満たす場合、前記高速山登り制御によって焦点位置を決定し、条件を満たさない場合、高速山登り制御は行わないことで正確な焦点位置にフォーカスレンズ位置を調整する、という具合に、その判断結果に応じてフォーカスレンズの焦点位置の決定方法を使い分ける自動焦点調整装置を提供する。
【選択図】図4
【解決手段】以上の課題を解決するために、本発明は、閾値となる所定の評価値を基準として焦点評価値の大小を判断し、例えば焦点評価値が所定の評価値以上との条件を満たす場合、前記高速山登り制御によって焦点位置を決定し、条件を満たさない場合、高速山登り制御は行わないことで正確な焦点位置にフォーカスレンズ位置を調整する、という具合に、その判断結果に応じてフォーカスレンズの焦点位置の決定方法を使い分ける自動焦点調整装置を提供する。
【選択図】図4
Description
本発明は、デジタル撮像素子を利用した撮像装置においてフォーカスレンズ位置を調整する、いわゆるオートフォーカス処理のための技術に関する。
従来、CCDやCMOSなどの光電変換素子を利用したデジタル撮像装置におけるいわゆる「オートフォーカス(自動焦点調整)」のための技術として「山登り制御」と呼ばれる処理が知られている。これは、合焦状態の画像は非合焦の画像に比べてコントラストがはっきりしている、すなわちフレーム内のコントラストを示す映像輝度信号の高周波成分量が多くなることから、フォーカスレンズ位置ごとの映像輝度信号の高周波成分積分値に基づいてフォーカスレンズの焦点位置を決定する制御方法である。具体的には、フォーカスレンズを無限遠から至近まで微細に駆動し、それぞれのフォーカスレンズ位置ごとに映像輝度信号の高周波成分の積分値を焦点評価値として順次取得する。そして、その焦点評価値を「焦点評価値−フォーカスレンズ位置」座標空間上にプロットした場合に極大となるフォーカスレンズ位置を合焦状態となるフォーカスレンズの焦点位置と決定する、といった処理を行う。また、特許文献1では、前記山登り制御処理の高速化を目的とし、微細なフォーカスレンズの駆動ではなく、大まかにフォーカスレンズを間欠駆動して、焦点評価値を順次取得する技術が開示されている。
図1に示すのは、この「高速山登り制御」によるオートフォーカス処理の一例を説明するための図である。この図にあるように、フォーカスレンズ位置をA,Bという具合に比較的大きな距離をとって間欠駆動する。そして、フォーカスレンズ位置Bの焦点評価値を、その前に取得済みのAの焦点評価値と比較し、比較結果が「Aの焦点評価値<Bの焦点評価値」である場合には、焦点評価値は漸増中であるとし次のフォーカスレンズ位置Cにおける焦点評価値の取得を行う。そして、図に示すように比較結果が最初に「Eの焦点評価値>Fの焦点評価値」という具合になった場合に、焦点評価値が減少に転じた、すなわち最初に極大点Pをとる焦点評価値が現れたと判断し、焦点位置のフォーカスレンズ位置はそのEの近傍にある、と決定する処理である。このように「高速山登り制御」では、通常の山登り制御に比べ焦点評価値を取得するフォーカスレンズ位置を少なくすることができるので、オートフォーカス処理における処理負荷を低くし、また処理速度も向上させることができる。
特許第3535603号公報
しかし、上記従来の「高速山登り制御」によるオートフォーカス技術には以下のような課題がある。すなわち、例えば朝靄の風景画像など、合焦状態でも被写体のエッジがはっきりしないような低コントラストの画像であれば、合焦状態の焦点評価値であってもその絶対値は小さくなる。すると、合焦状態と非合焦状態との焦点評価値の差も小さくなるため、「高速山登り制御」における前後のレンズ位置での焦点評価値の大小比較の結果にブレが生じ、誤った焦点位置を決定する可能性がある、という課題である。
図2に示すのは、この低コントラストな被写体に対して「高速山登り制御」でオートフォーカス処理を行った際に生じるブレの一例について説明するための図である。この図2にあるように合焦状態(フォーカスレンズ位置E)での焦点評価値Pの値自体が小さい場合、フォーカスレンズ位置A,B,C・・・間の距離を大きくとっていても、その焦点評価値が(図1に示すような)漸増傾向を示すとは限らない。図2に示すように、例えば、フォーカスレンズ位置Bの焦点評価値P'は、次のフォーカスレンズ位置Cの焦点評価値よりも若干大きくなる可能性もある。したがって焦点評価値の絶対値自体の大小によっては、「高速山登り制御」による判断を行うとこの最初の極大点P'近傍にフォーカスレンズの焦点位置がある、という具合に、その判断にブレが生じ、誤ったフォーカスレンズ位置Bを焦点位置として決定することになる。
以上の課題を解決するために、本発明は、閾値となる「所定の評価値」を利用して焦点評価値の大小などを判断し、焦点評価値が所定の評価値よりも小さければ、例えば利用者に「高速山登り制御」によるオートフォーカスでは焦点位置の誤検出の可能性がある旨の警告メッセージを出力したり、フラッシュを自動で作動して被写体のコントラストを高くしたりする、などの処理を行う自動焦点調整装置を提供する。あるいは、「所定の評価値」と焦点評価値との大小判断結果に応じて、フォーカスレンズの焦点位置の決定方法を、例えば「高速山登り制御」と通常の「山登り制御」など、さまざまに使い分けることができる自動焦点調整装置を提供する。
そのために、第一に、焦点評価値の大きさを判断するため「所定の評価値」を設定し、焦点評価値が所定の評価値で定められる条件を満たしている場合に、極点を取る焦点評価値に対応付けられたフォーカスレンズ位置近傍を焦点位置に決定する自動焦点調整装置を提供する。具体的には、フォーカスレンズ位置に対応付けて焦点評価値を取得する焦点評価値取得部と、取得した焦点評価値が所定の評価値で定められる条件を満たしているか判断する判断部と、判断部での判断結果が条件を満たしているとの判断結果である場合には、焦点評価値の極点近傍に対応付けられたフォーカスレンズ位置を焦点位置とする焦点位置決定部と、を有する自動焦点調整装置である。これにより、焦点評価値が所定の評価値で定められる条件を満たしている場合には、オートフォーカス動作を行い、満たしていない場合にはその旨の警告メッセージを出力したり、フラッシュを自動作動させたりすると良い。
あるいは、第二に、その焦点評価値が条件を満たしている場合に、「高速山登り制御」を利用してフォーカスレンズの焦点位置を決定する自動焦点調整装置を提供する。具体的には、その焦点位置決定部は条件を満たしていて、焦点評価値の最初の極点が現れた時点でそのフォーカスレンズ位置を焦点位置とする最初決定手段を有し、焦点評価値取得部は最初決定手段が焦点位置を決定した場合にはそれ以上の焦点評価値を取得する動作を停止する途中停止手段を有する自動焦点調整装置である。
また、第三に、焦点評価値が条件を満たしていない場合には、「高速山登り制御」での焦点評価値の大小判断におけるブレの発生を考慮し、焦点評価値が条件を満たすまで前後のレンズ位置における焦点評価値の大小比較を行わずに焦点評価値の取得を続行する機能を備えた自動焦点調整装置を提供する。具体的には、その判断結果が条件を満たしていないとの判断結果である場合には、焦点評価値取得部は、判断結果が条件を満たし、かつ焦点評価値の極点が現れるまでフォーカスレンズ位置を変化させながら焦点評価値の取得を続行する続行手段を有する自動焦点調整装置である。
また、第四に、判断結果が全てのフォーカスレンズ位置において条件を満たしていないとの判断結果である場合には、前記続行手段により続行し取得した全ての焦点評価値の中から最良となる焦点評価値に対応付けられたフォーカスレンズ位置を焦点位置とする自動焦点調整装置を提供する。あるいは、第五に、全ての焦点評価値が条件を満たしていない場合には、予め決められた所定のフォーカスレンズ位置を焦点位置とする自動焦点調整装置を提供する。また、その他に、第六に被写体を識別し、例えばバーコード撮像であれば黒と白の画像で超高コントラストの画像となることが予想されるため前記閾値となる所定の評価値を高く設定する、といった機能を備える自動焦点調整装置や、第七に、利用者が所定の評価値を入力設定する機能を備える自動焦点調整装置を提供する。
以上のような構成をとる本発明によって、所定の評価値を基準として焦点評価値の大小など条件を満たしているかを判断し、その判断結果に応じて、例えば利用者にフォーカスレンズの焦点位置決定に際し誤検出が起こる可能性があることなどを警告したり、フラッシュの自動作動を行ったりすることができる。
また、その判断結果に応じてオートフォーカスのための処理を選択し使い分けることもできる。例えば焦点評価値が所定の評価値で定められる条件を満たす場合、すなわち高コントラストの画像を撮像する場合は、高速山登り制御でも正確に焦点位置を決定できるとして「高速山登り制御」を利用して高速に焦点位置を決定することができる。また、全ての焦点評価値が条件を満たさない場合、すなわち低コントラストの画像を撮像する場合には、「高速山登り制御」を利用せず、通常の「山登り制御」によって焦点位置を決定することで誤った焦点位置の決定をなくし、正確な焦点位置にフォーカスレンズ位置を決定することができるようになる。
以下に、図を用いて本発明の実施の形態を説明する。なお、本発明はこれら実施の形態に何ら限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施しうる。なお、実施例1は、主に請求項1、8について説明する。また、実施例2は、主に請求項2、9について説明する。また、実施例3は、主に請求項3、10について説明する。また、実施例4は、主に請求項4、11について説明する。また、実施例5は、主に請求項5、12について説明する。また、実施例6は、主に請求項6について説明する。また、実施例7は、主に請求項7について説明する。
≪実施例1≫
<概要>
図3(a)に示すのは、被写体が低コントラストである「朝靄の山」を示す図である。このような低コントラストである被写体では、その焦点評価値の絶対値は、図2のように、たとえ合焦状態であっても低くなり、非合焦状態のその他の焦点評価値との差も小さくなる。そのため、前述のように「高速山登り制御」などを利用し、前後のレンズ位置における焦点評価値の大小比較によってフォーカスレンズの焦点位置を高速に決定する場合、誤ったフォーカスレンズ位置Bを焦点位置と決定する可能性がある。一方、逆に図3(b)に示すような高コントラストの画像の場合には、焦点評価値の絶対値も大きいので例えば「高速山登り制御」などを利用してフォーカスレンズの焦点位置を高速に決定することができる。
<概要>
図3(a)に示すのは、被写体が低コントラストである「朝靄の山」を示す図である。このような低コントラストである被写体では、その焦点評価値の絶対値は、図2のように、たとえ合焦状態であっても低くなり、非合焦状態のその他の焦点評価値との差も小さくなる。そのため、前述のように「高速山登り制御」などを利用し、前後のレンズ位置における焦点評価値の大小比較によってフォーカスレンズの焦点位置を高速に決定する場合、誤ったフォーカスレンズ位置Bを焦点位置と決定する可能性がある。一方、逆に図3(b)に示すような高コントラストの画像の場合には、焦点評価値の絶対値も大きいので例えば「高速山登り制御」などを利用してフォーカスレンズの焦点位置を高速に決定することができる。
そこで、本実施例の自動焦点調整装置では、閾値として所定の評価値を予め設定しておき、焦点評価値が所定の評価値で定められる条件(例えば「焦点評価値が所定の評価値以上である」という条件など)を満たすか判断し、その判断結果が条件満たすとの場合、通常通り、例えば「高速山登り制御」などを利用したフォーカスレンズの焦点位置決定処理を選択し、その焦点位置を決定することを特徴としている。また、焦点評価値が条件を満たしていなければ(低コントラストの画像であれば)、「高速山登り制御」を利用すると焦点位置の決定結果を誤る可能性があるので、その旨の警告メッセージを出力したり、自動でフラッシュを作動させたりする事を特徴とする。あるいは、焦点評価値が条件を満たしていなければ、「高速山登り制御」以外のオートフォーカス処理方法を選択しても良い。なお、このような低コントラストの撮像時に関して選択されるオートフォーカス処理方法などについては、実施例3以降にて後述する。
<機能的構成>
図4に示すのは、本実施例の自動焦点調整装置における機能ブロックの一例を表す図である。この図にあるように、本実施例の「自動焦点調整装置」(0400)は、「焦点評価値取得部」(0401)と、「判断部」(0402)と、「焦点位置決定部」(0403)と、を有する。
図4に示すのは、本実施例の自動焦点調整装置における機能ブロックの一例を表す図である。この図にあるように、本実施例の「自動焦点調整装置」(0400)は、「焦点評価値取得部」(0401)と、「判断部」(0402)と、「焦点位置決定部」(0403)と、を有する。
なお、以下に記載する本装置の機能ブロックは、ハードウェア、ソフトウェア、又はハードウェア及びソフトウェアの両方として実現され得る。具体的には、コンピュータを利用するものであれば、CPUや主メモリ、バス、あるいは二次記憶装置(ハードディスクや不揮発性メモリ、CD−ROMやDVD−ROMなどの記憶メディアとそれらメディアの読取ドライブなど)、印刷機器や表示装置、その他の外部周辺装置などのハードウェア構成部やその外部周辺機器用のI/Oポート、それらハードウェアを制御するためのドライバプログラムやその他アプリケーションプログラム、情報入力に利用されるユーザーインターフェースなどが挙げられる。またこれらハードウェアやソフトウェアは、主メモリ上に展開したプログラムをCPUで演算処理したり、メモリやハードディスク上に保持されているデータや、インターフェースを介して入力されたデータなどを加工、蓄積、出力処理したり、あるいは各ハードウェア構成部の制御を行ったりするために利用される。また、この発明は装置として実現できるのみでなく、方法としても実現可能である。また、このような発明の一部をソフトウェアとして構成することができる。さらに、そのようなソフトウェアをコンピュータに実行させるために用いるソフトウェア製品、及び同製品を記録媒体に固定した記録媒体も、当然にこの発明の技術的な範囲に含まれる(本明細書の全体を通じて同様である)。
「焦点評価値取得部」(0401)は、フォーカスレンズ位置に対応付けて焦点評価値を取得する機能を有する。「焦点評価値」とは、フォーカスレンズ位置ごとにフレーム内の合焦状態を判断するために算出される値をいい、例えばフレーム内の映像輝度信号などの高周波成分を積分した値や、隣接画素間の輝度信号の差分値を積算した値などが挙げられる。なお「フォーカスレンズ」とは、撮像装置において被写体に焦点を合わせるために撮像素子との相対位置が移動するレンズやレンズ群をいう。また「フォーカスレンズ位置」とは、撮像装置の機構中におけるフォーカスレンズの位置をいい、例えばその物理的な位置の識別情報のほか、モーターのパルス数や回転数によって定められる位置情報や、フォーカスレンズの実際の移動距離で表される位置情報なども挙げられる。
この焦点評価値取得部は、具体的には、図4に示すように「フォーカスレンズ」(0410)がフォーカスレンズ位置Aにある場合に、CCDやCMOSイメージセンサなどの「撮像素子」(0420)で結像した被写体像の映像輝度信号などに基づいてCPUなどの演算器の演算処理によってその焦点評価値を算出し、フォーカスレンズ位置Aに対応付けて取得する。また、次のフォーカスレンズ位置B、C,・・・においても同様にフォーカスレンズ位置に対応付けてその焦点評価値を算出しそれぞれのフォーカスレンズ位置に関連付けて取得する、という具合である。
「判断部」(0402)は、取得した焦点評価値が所定の評価値で定められる条件を満たすか判断する機能を有する。「所定の評価値」とは、焦点評価値の大小を判断するための閾値となる評価値をいい、例えば本実施例の自動焦点調整装置を備える製品の製造前に、製造者などが行う様々な低コントラスト状態での撮像実験データにより求められた適切な撮像が行われた評価値の平均値や誤検出の平均値や回数などから予め設定されている値や、その予め設定されている値に利用者から実際の撮像時にフィードバックされた値を加味修正した値、あるいは後述するように利用者が任意に設定した値などが挙げられる。また、被写体の種類などによって適宜設定されるような構成やであっても良い。
なお、本明細書では、「焦点評価値」を、フレーム内の映像輝度信号の高周波成分を積分した値などで、その値が大きいほど高コントラストであるとしている。したがって、「所定の評価値で定められる条件」を、焦点評価値が所定の評価値より高いという条件として記載している。しかし、焦点評価値は、それに限られず、例えばその積分値を所定の演算ルールに従って負に指標化した数値などであって、焦点評価値が大きい場合に逆に低コントラストであることもありうる。そこで、そのような場合には、「所定の評価値で定められる条件」は、本明細書にて記載の例とは逆に、焦点評価値が所定の評価値より低い、となる。また以下で記載する判断部での焦点評価値の大小判断処理などにおける「以上(≧)」や「以下(≦)」は、アルゴリズムとしてはもちろん「より上(>)」や「未満(<)」であっても構わない。
この判断部は、具体的には例えばCPUや主メモリなどによって構成され、主メモリに格納したそれぞれの値をCPUの演算処理により大小比較することにより実現することができる。そして、本実施例の自動焦点調整装置では、このように判断部によって焦点評価値が所定の評価値以上であるか判断することで、フォーカスレンズの焦点位置の決定方法を選択し使い分けることができる。
「焦点位置決定部」(0403)は、判断部での判断結果が条件を満たしているとの判断結果である場合には、焦点評価値の極点近傍に対応付けられたフォーカスレンズ位置を焦点位置とする機能を有する。この焦点位置決定部は、例えば「高速山登り制御」を利用して、図1に示すように焦点評価値を大まかな距離をとったフォーカスレンズ位置ごとに取得する場合、その極点と予想されるフォーカスレンズ位置をそのまま焦点位置としても良いし、その近傍でさらに微細に焦点評価値の取得を行い、焦点位置を決定しても良い。
このようにして、本実施例の自動焦点調整装置は、判断部での焦点評価値の大小判断結果に応じて、焦点評価値が条件を満たしていれば、そのままオートフォーカス処理を実行することができる。また、焦点評価値が条件を満たしていない場合は、例えばディスプレイやスピーカーから「被写体のコントラストが低くオートフォーカスが誤作動する可能性があります」などの警告メッセージや警告アイコンなどを出力すると良い。
<ハードウェア構成>
図5に示すのは、上記機能的な各構成要件をハードウェアとして実現した際の、自動焦点調整装置における構成の一例を表す概略図である。この図を利用して焦点評価値の大小に応じた焦点位置の決定処理におけるそれぞれのハードウェア構成部の働きについて説明する。この図にあるように、自動焦点調整装置は、焦点評価値取得部である「撮像素子」(0501)、「A/Dコンバータ」(0502)、「バッファメモリ」(0503)、「CPU」(0504)、「主メモリ」(0505)とを備える。また、「CPU」と「主メモリ」は、判断部および焦点位置決定部でもある。また、自動焦点調整装置は、その他に、所定の評価値など各種設定情報などを保持する「EEPROM」(0506)や、撮像した画像データを保持する「フラッシュメモリ」(0507)、フォーカスレンズを駆動するステッピングモーターなどで構成される「レンズ駆動回路」(0508)を備える。そしてそれらがシステムバスなどのデータ通信経路によって相互に接続され、情報の送受信や処理を行う。
図5に示すのは、上記機能的な各構成要件をハードウェアとして実現した際の、自動焦点調整装置における構成の一例を表す概略図である。この図を利用して焦点評価値の大小に応じた焦点位置の決定処理におけるそれぞれのハードウェア構成部の働きについて説明する。この図にあるように、自動焦点調整装置は、焦点評価値取得部である「撮像素子」(0501)、「A/Dコンバータ」(0502)、「バッファメモリ」(0503)、「CPU」(0504)、「主メモリ」(0505)とを備える。また、「CPU」と「主メモリ」は、判断部および焦点位置決定部でもある。また、自動焦点調整装置は、その他に、所定の評価値など各種設定情報などを保持する「EEPROM」(0506)や、撮像した画像データを保持する「フラッシュメモリ」(0507)、フォーカスレンズを駆動するステッピングモーターなどで構成される「レンズ駆動回路」(0508)を備える。そしてそれらがシステムバスなどのデータ通信経路によって相互に接続され、情報の送受信や処理を行う。
また、「主メモリ」や「バッファメモリ」、「フラッシュメモリ」、「EEPROM」には、それぞれ複数のメモリアドレスが割り当てられており、「CPU」で実行されるプログラムにより、そのメモリアドレスが特定されアクセスされることで相互にデータのやりとりを行い、処理を行うことが可能になっている。
(焦点評価値取得部の処理) ここで、利用者によって撮像ボタンが半押しされるなど、図示しないユーザーインターフェースなどからオートフォーカス処理実行命令が入力されると、「レンズ駆動回路」によってフォーカスレンズの駆動制御処理が実行され、フォーカスレンズが所定位置Aに駆動される。そして、その位置Aのフォーカスレンズにより「撮像素子」上に結像した被写体像の光が、CCDなどの光電変換素子に結像し、それにより取得された映像輝度信号の高周波成分がHPF(ハイパスフィルター)などの処理によって抽出される。また、抽出された高周波成分は、同じく図示しない増幅器やLPF(ローパスフィルター)によって信号の増幅およびノイズ成分の除去が行われ、「バッファメモリ」に保持される。そしてCPUの演算処理により、「バッファメモリ」に保持されているフレーム内の高周波成分が積分され、焦点評価値Aとしてレンズ位置Aと対応付けて「主メモリ」のアドレス1に格納される。
(判断部の処理) 続いて、「主メモリ」に展開された判断プログラムがCPUによって実行され、焦点評価値が所定の評価値(閾値)以上である、との条件を満たすか否かの判断処理が実行される。そこでまず、「EEPROM」のアドレス1に保持されている所定の評価値αが読み出され、「主メモリ」のアドレス2に格納される。つづいて、「主メモリ」のアドレス1に格納された数値A(焦点評価値)とアドレス2に格納された数値α(所定の評価値)との大小比較がCPUの演算処理によって実行される。
(焦点位置決定部の処理) この大小比較の結果が、「A(焦点評価値)≧α(所定の評価値)」であり条件を満たしているとの判断結果である場合、例えば「高速山登り制御」で、レンズ位置が隣接する焦点評価値同士の大小比較を行ってもフォーカスレンズの焦点位置の誤検出は少ない。そこでこの自動焦点調整装置は、「レンズ駆動回路」によってフォーカスレンズを位置Bに駆動し、その位置Bにおいても同様にして焦点評価値Bの取得を実行し、「主メモリ」のアドレス3に格納する。そして今度は、フォーカスレンズ位置Aにおける焦点評価値Aと、フォーカスレンズ位置Bにおける焦点評価値Bとの大小比較処理をCPUの演算処理で実行する。そしてその比較結果が「A<B」であれば、焦点評価値は漸増中であるとして、また次のフォーカスレンズ位置Cにおける焦点評価値Cの取得、および焦点評価値Bと焦点評価値Cの大小比較処理が実行される。そして、例えば焦点評価値の大小比較の判断結果が「E≧F」となった場合、漸増していた焦点評価値が最初に減少に転じた、すなわちフォーカスレンズ位置E付近が焦点評価値の極大点であるとして、このフォーカスレンズ位置Eを焦点位置として決定する。そして、「CPU」によって生成されたフォーカスレンズをこの焦点位置Eに駆動する駆動命令が「レンズ駆動回路」に出力され、その駆動命令に従いフォーカスレンズが駆動されることで、オートフォーカス処理が完了する。
一方、CPUでの焦点評価値Aと所定の評価値αとの大小判断の結果が「A<α」であり、条件を満たしていないと判断された場合は、例えば「高速山登り制御」を利用すると焦点位置決定にブレが生じる可能性があるので、「EEPROM」に保持されている警告メッセージを図示しない図示しない「OSD(オンスクリーン・ディスプレイ)処理回路」などに出力し「ディスプレイ」上にOSD表示する、などの処理が行われる。あるいは図示しない「フラッシュ」の自動制御命令が「CPU」により生成、出力され、撮像時に自動的にフラッシュが作動し、被写体のコントラストを強めるようにしても良い。
あるいは、上記焦点評価値の大小判断の結果、条件を満たしていないと判断された場合は、「高速山登り制御」ではフォーカスレンズの焦点位置を誤検出する可能性があるとして、通常の「山登り制御」が選択実行されても良い。その場合、フォーカスレンズ位置の焦点評価値Aと、次のフォーカスレンズ位置での焦点評価値Bとの大小比較を行わず、今度は次の焦点評価値Bと所定の評価値αとの大小比較を行う。そしてこのようにして順次焦点評価値の取得および所定の評価値との大小判断を行い、焦点評価値が所定の評価値以上になった段階で焦点評価値同士の大小比較処理を行う、といった処理を行う。
また、フォーカスレンズの駆動範囲で全て駆動し、CPUの演算の結果その全ての焦点評価値が条件を満たしていない(所定の評価値α未満である)との比較がなされた場合は、全ての焦点評価値の中から最大値を抽出する処理がCPUの大小比較処理などで実行され、その最大値となる焦点評価値と対応付けられたフォーカスレンズ位置を焦点位置として決定する、という具合の処理を行うと良い。あるいは、「EEPROM」などに保持されているデフォルトのフォーカスレンズ位置の設定情報などを利用して、その設定情報で示される所定の位置に駆動するための駆動命令が生成され、フォーカスレンズが「レンズ駆動回路」によって駆動されても良い。
<処理の流れ>
図6に示すのは、本実施例の自動焦点調整装置における処理の流れの一例を表すフローチャートである。なお、以下に示すステップは、媒体に記録され計算機を制御するためのプログラムを構成する処理ステップであっても構わない。この図にあるように、まず、フォーカスレンズ位置に対応付けて焦点評価値を取得し(ステップS0601)、その取得した焦点評価値が所定の評価値で定められる条件を満たすか判断する(ステップS0602)。そして、その判断結果が条件を満たしているとの判断結果である場合、焦点評価値の極大点近傍に対応付けられたフォーカスレンズ位置を焦点位置とする(ステップS0603)。また、条件を満たしていないとの判断結果である場合には、例えばその旨の警告メッセージを表示したり、フラッシュを自動で作動させたりする。
図6に示すのは、本実施例の自動焦点調整装置における処理の流れの一例を表すフローチャートである。なお、以下に示すステップは、媒体に記録され計算機を制御するためのプログラムを構成する処理ステップであっても構わない。この図にあるように、まず、フォーカスレンズ位置に対応付けて焦点評価値を取得し(ステップS0601)、その取得した焦点評価値が所定の評価値で定められる条件を満たすか判断する(ステップS0602)。そして、その判断結果が条件を満たしているとの判断結果である場合、焦点評価値の極大点近傍に対応付けられたフォーカスレンズ位置を焦点位置とする(ステップS0603)。また、条件を満たしていないとの判断結果である場合には、例えばその旨の警告メッセージを表示したり、フラッシュを自動で作動させたりする。
<効果の簡単な説明>
以上のように、本実施例の自動焦点調整装置によって、焦点評価値の大小を判断し、例えば焦点評価値が所定の評価値で定められる条件を満たしていれば(高コントラストの画像であれば)、前後のレンズ位置での焦点評価値の大小比較によってフォーカスレンズの焦点位置を高速に決定する、という具合にその判断結果に応じてオートフォーカスのための処理を選択し使い分けることができる。また、焦点評価値が所定の評価値で定められる条件を満たしていなければ、例えばその旨の警告メッセージを表示したり、フラッシュを自動で作動させたりすることができる。
以上のように、本実施例の自動焦点調整装置によって、焦点評価値の大小を判断し、例えば焦点評価値が所定の評価値で定められる条件を満たしていれば(高コントラストの画像であれば)、前後のレンズ位置での焦点評価値の大小比較によってフォーカスレンズの焦点位置を高速に決定する、という具合にその判断結果に応じてオートフォーカスのための処理を選択し使い分けることができる。また、焦点評価値が所定の評価値で定められる条件を満たしていなければ、例えばその旨の警告メッセージを表示したり、フラッシュを自動で作動させたりすることができる。
≪実施例2≫
<概要>
図7に示すのは、本実施例における自動焦点調整装置の概要の一例を説明するための図である。本実施例の自動焦点調整装置は、実施例1を基本としてフォーカスレンズ位置ごとに焦点評価値が、閾値である所定の評価値α以上である、との条件を満たしているかの判断を行う。そして、焦点評価値がその条件を満たし、さらに最初の極点が現れた段階で、すなわち図7の例ではフォーカスレンズ位置Fの段階で、それ以降のフォーカスレンズの駆動動作や焦点評価値の取得動作を停止する機能を備えていることを特徴とする。このように、最初の極点が現れた段階で焦点評価値の取得動作などを停止する、いわゆる「高速山登り制御」が、焦点評価値が閾値である所定の評価値以上である場合に実行されることになり、正確な焦点位置をフォーカスレンズ位置と決定したうえで、処理負荷を軽くし、また処理速度を高速化することができる。
<概要>
図7に示すのは、本実施例における自動焦点調整装置の概要の一例を説明するための図である。本実施例の自動焦点調整装置は、実施例1を基本としてフォーカスレンズ位置ごとに焦点評価値が、閾値である所定の評価値α以上である、との条件を満たしているかの判断を行う。そして、焦点評価値がその条件を満たし、さらに最初の極点が現れた段階で、すなわち図7の例ではフォーカスレンズ位置Fの段階で、それ以降のフォーカスレンズの駆動動作や焦点評価値の取得動作を停止する機能を備えていることを特徴とする。このように、最初の極点が現れた段階で焦点評価値の取得動作などを停止する、いわゆる「高速山登り制御」が、焦点評価値が閾値である所定の評価値以上である場合に実行されることになり、正確な焦点位置をフォーカスレンズ位置と決定したうえで、処理負荷を軽くし、また処理速度を高速化することができる。
<機能的構成>
図8に示すのは、本実施例の自動焦点調整装置における機能ブロックの一例を表す図である。この図にあるように、本実施例の「自動焦点調整装置」(0800)は、実施例1を基本として、「焦点評価値取得部」(0801)と、「判断部」(0802)と、「焦点位置決定部」(0803)と、を有する。なお、これら構成要件は実施例1にて既に記載済みであるのでその説明は省略する。そして、本実施例の特徴点は、さらに焦点位置決定部が「最初決定手段」(0804)を有する点と、焦点評価値取得部が「途中停止手段」(0805)を有する点である。
図8に示すのは、本実施例の自動焦点調整装置における機能ブロックの一例を表す図である。この図にあるように、本実施例の「自動焦点調整装置」(0800)は、実施例1を基本として、「焦点評価値取得部」(0801)と、「判断部」(0802)と、「焦点位置決定部」(0803)と、を有する。なお、これら構成要件は実施例1にて既に記載済みであるのでその説明は省略する。そして、本実施例の特徴点は、さらに焦点位置決定部が「最初決定手段」(0804)を有する点と、焦点評価値取得部が「途中停止手段」(0805)を有する点である。
「最初決定手段」(0804)は、判断結果が条件を満たしているとの判断結果で、焦点評価値の最初の極点が現れた時点でそのフォーカスレンズ位置を焦点位置とする機能を有する。このような処理は、例えば、前述のように、まずフォーカスレンズ位置ごとに順々に焦点評価値と所定の評価値との大小比較処理をCPUの演算処理などで実行する。そして、焦点評価値が所定の評価値以上とその条件を満たした段階で、次のフォーカスレンズ位置の焦点評価値に関しては、前のフォーカスレンズ位置の焦点評価値との大小比較を行い、最初に漸増から減少に転じた点を極大点として検出する、という具合の処理によって実行すると良い。なお「極点」とは、焦点評価値が正方向に指標化されていれば極大点であり、逆に負方向に指標化されていれば極小点であるが、本明細書では極大点を例として挙げ説明する。
「途中停止手段」(0805)は、最初決定手段(0804)が焦点位置を決定した場合にはそれ以上の焦点評価値を取得する動作を停止する機能を有する。これは、最初決定手段によって最初に現れた極点に対応付けられたフォーカスレンズ位置が焦点位置と決定された段階で、まず、その決定された焦点位置にフォーカスレンズを駆動する駆動命令が生成され、パルスモーターなどのレンズ駆動回路の制御によりフォーカスレンズが駆動される。またその駆動命令ともに焦点評価値の取得停止命令も生成され、焦点評価値の取得が途中停止される、という具合である。
このようにして、焦点評価値が所定の評価値以上である場合に、最初の極大点を検出する「高速山登り制御」などで正確な焦点位置をフォーカスレンズ位置と決定したうえで、最初の極大点を検出した後の処理は実行されないので処理負荷を軽くし、また処理速度を高速化することができる。
<処理の流れ>
図9に示すのは、本実施例の自動焦点調整装置における処理の流れの一例を表すフローチャートである。なお、以下に示すステップは、媒体に記録され計算機を制御するためのプログラムを構成する処理ステップであっても構わない。この図にあるように、まず、フォーカスレンズ位置N=0として、そのフォーカスレンズ位置0にフォーカスレンズを駆動し(ステップS0901)、そのフォーカスレンズ位置0での焦点評価値x0を、映像輝度信号などに基づくCPUの演算処理により算出し取得する(ステップS0902)。そして、算出した焦点評価値x0を変数Aとして(ステップS0903)、焦点評価値Aが所定の評価値α以上か否かの判断処理がCPUの大小比較処理などで実行される(ステップS0904)。ここで、「焦点評価値A<所定の評価値α」との判断結果である場合には条件が満たされていないとして、例えば、次のフォーカスレンズ位置1での焦点評価値と所定の評価値αとの大小比較処理が「A≧α」となるまで繰り返されるなど、その他の処理が実行される。
図9に示すのは、本実施例の自動焦点調整装置における処理の流れの一例を表すフローチャートである。なお、以下に示すステップは、媒体に記録され計算機を制御するためのプログラムを構成する処理ステップであっても構わない。この図にあるように、まず、フォーカスレンズ位置N=0として、そのフォーカスレンズ位置0にフォーカスレンズを駆動し(ステップS0901)、そのフォーカスレンズ位置0での焦点評価値x0を、映像輝度信号などに基づくCPUの演算処理により算出し取得する(ステップS0902)。そして、算出した焦点評価値x0を変数Aとして(ステップS0903)、焦点評価値Aが所定の評価値α以上か否かの判断処理がCPUの大小比較処理などで実行される(ステップS0904)。ここで、「焦点評価値A<所定の評価値α」との判断結果である場合には条件が満たされていないとして、例えば、次のフォーカスレンズ位置1での焦点評価値と所定の評価値αとの大小比較処理が「A≧α」となるまで繰り返されるなど、その他の処理が実行される。
一方、「焦点評価値A≧所定の評価値α」との判断結果である場合、「N+1→N」の処理により決定された、ここでは「N=1」の位置にフォーカスレンズが駆動され(ステップS0905)、その位置1での焦点評価値x1を、映像輝度信号などに基づくCPUの演算処理により算出し取得する(ステップS0906)。そして、算出した焦点評価値x1を変数Bとして(ステップS0907)、今度はその焦点評価値Bが前のレンズ位置Nでの焦点評価値A以上か否かの判断処理がCPUの大小比較処理などで実行される(ステップS0908)。
そして、その判断結果が、「焦点評価値B≧前のレンズ位置での焦点評価値A」である場合、焦点評価値は漸増中であるとして、ステップS0906で算出されたx1を変数Aに格納し(ステップS0909)、次のフォーカスレンズ位置「N+1→N」、ここでは「N=2」にフォーカスレンズを駆動する。そして、同様にそのレンズ位置2での焦点評価値x2を変数Bとして焦点評価値Bと、前のレンズ位置での焦点評価値Aとの大小比較判断処理が実行される。
そして、この処理が、判断結果が「焦点評価値B(xn+1)≦前のレンズ位置での焦点評価値A(xn)」となるまで繰り返される。そして、「B≦A」と最初になった段階で最初の極大点が現れたとして、そのフォーカスレンズ位置Nを焦点位置と決定する(ステップS0910)。
<効果の簡単な説明>
以上のように、本実施例の自動焦点調整装置によって、最初の極大点が現れた段階で焦点評価値の取得動作などを停止する、いわゆる「高速山登り制御」が、焦点評価値が閾値である所定の評価値以上である場合に実行されることになる。したがって、正確な焦点位置をフォーカスレンズ位置と決定したうえで、処理負荷を軽くし、また処理速度を高速化することができる。
以上のように、本実施例の自動焦点調整装置によって、最初の極大点が現れた段階で焦点評価値の取得動作などを停止する、いわゆる「高速山登り制御」が、焦点評価値が閾値である所定の評価値以上である場合に実行されることになる。したがって、正確な焦点位置をフォーカスレンズ位置と決定したうえで、処理負荷を軽くし、また処理速度を高速化することができる。
≪実施例3≫
<概要>
本実施例は、実施例1や2を基本として、焦点評価値が条件「閾値である所定の評価値以上」を満たさない場合に、そのままではフォーカスレンズの焦点位置を決定することができないので、その決定ができるまで、すなわち条件を満たし、かつ焦点評価値の極点が現れるまで、フォーカスレンズ位置を変化させながら焦点評価値の取得を続行する機能を備えることを特徴とする。
<概要>
本実施例は、実施例1や2を基本として、焦点評価値が条件「閾値である所定の評価値以上」を満たさない場合に、そのままではフォーカスレンズの焦点位置を決定することができないので、その決定ができるまで、すなわち条件を満たし、かつ焦点評価値の極点が現れるまで、フォーカスレンズ位置を変化させながら焦点評価値の取得を続行する機能を備えることを特徴とする。
<機能的構成>
図10に示すのは、本実施例の自動焦点調整装置における機能ブロックの一例を表す図である。この図にあるように、本実施例の「自動焦点調整装置」(1000)は、実施例1を基本として、「焦点評価値取得部」(1001)と、「判断部」(1002)と、「焦点位置決定部」(1003)と、を有する。また、図示していないが実施例2を基本として、さらに焦点位置決定部が「最初決定手段」を有し、焦点評価値取得部が「途中停止手段」を有していても良い。なお、これら構成要件は実施例1や2にて既に記載済みであるのでその説明は省略する。そして、本実施例の特徴点は、さらにその焦点評価値取得部が「続行手段」(1004)を有する点である。
図10に示すのは、本実施例の自動焦点調整装置における機能ブロックの一例を表す図である。この図にあるように、本実施例の「自動焦点調整装置」(1000)は、実施例1を基本として、「焦点評価値取得部」(1001)と、「判断部」(1002)と、「焦点位置決定部」(1003)と、を有する。また、図示していないが実施例2を基本として、さらに焦点位置決定部が「最初決定手段」を有し、焦点評価値取得部が「途中停止手段」を有していても良い。なお、これら構成要件は実施例1や2にて既に記載済みであるのでその説明は省略する。そして、本実施例の特徴点は、さらにその焦点評価値取得部が「続行手段」(1004)を有する点である。
「続行手段」(1004)は、判断結果が条件を満たさないとの判断結果である場合には、判断結果が条件を満たし、かつ焦点評価値の極大点が現れるまでフォーカスレンズ位置を変化させながら焦点評価値の取得を続行する機能を有する。これは、具体的には、フォーカスレンズの焦点位置を決定するプログラムにおいて、ステッピングモーターなどのレンズ駆動回路やCPUなどを制御することで実現することができる。
もちろん、この続行手段の続行条件となる判断も、前述の通り、例えば焦点評価値を負の方向に指標化した(焦点評価値が大きいほど低コントラストを示す)のであれば、「所定の評価値より大きい」となる。
<処理の流れ>
図11に示すのは、本実施例の自動焦点調整装置における処理の流れの一例を表すフローチャートである。なお、以下に示すステップは、媒体に記録され計算機を制御するためのプログラムを構成する処理ステップであっても構わない。この図にあるように、まず、フォーカスレンズ位置N=0として、そのフォーカスレンズ位置0にフォーカスレンズを駆動し(ステップS1101)、そのフォーカスレンズ位置0での焦点評価値x0を、映像輝度信号などに基づくCPUの演算処理により算出し取得する(ステップS1102)。そして、算出した焦点評価値x0を変数Aとして(ステップS1103)、焦点評価値Aが所定の評価値α以上か否かの判断処理がCPUの大小比較処理などで実行される(ステップS1104)。
図11に示すのは、本実施例の自動焦点調整装置における処理の流れの一例を表すフローチャートである。なお、以下に示すステップは、媒体に記録され計算機を制御するためのプログラムを構成する処理ステップであっても構わない。この図にあるように、まず、フォーカスレンズ位置N=0として、そのフォーカスレンズ位置0にフォーカスレンズを駆動し(ステップS1101)、そのフォーカスレンズ位置0での焦点評価値x0を、映像輝度信号などに基づくCPUの演算処理により算出し取得する(ステップS1102)。そして、算出した焦点評価値x0を変数Aとして(ステップS1103)、焦点評価値Aが所定の評価値α以上か否かの判断処理がCPUの大小比較処理などで実行される(ステップS1104)。
そして、「焦点評価値A<所定の評価値α」との判断結果である場合、条件を満たさないためフォーカスレンズ位置N(ここでは0)が、移動可能範囲の最大位置(Max)であるか否かの判断がCPUの演算処理により実行される(ステップS1105)。ここで、「フォーカスレンズ位置N=Max」であれば、全てフォーカスレンズ位置における焦点評価値が取得されたとして、例えば後述するようなその全焦点評価値の中から最大となる焦点評価値の抽出処理などが実行されると良い。
また、「フォーカスレンズ位置N≠Max」である場合、フォーカスレンズが次の位置「N+1→N」、ここでは「N=1」に駆動され(ステップS1106)、同様にそのレンズ位置1での焦点評価値x1を変数Aとして、焦点評価値Aと、閾値である所定の評価値αとの大小比較判断処理が実行される。そして、これらの処理が、「焦点評価値A≧所定の評価値α」との判断結果になるまで続行される、という具合である。また、その「焦点評価値A≧所定の評価値α」との判断結果が出た後には、例えば図9を用いて説明したような処理の流れによって、最初に現れる極大点に対応付けられたフォーカスレンズ位置を焦点位置として決定するなどの処理を行うと良い。
<効果の簡単な説明>
以上のように本実施例の自動焦点調整装置によって、焦点評価値が閾値である所定の評価値未満であり、所定の評価値で定められる条件を満たさない場合に、そのままではフォーカスレンズの焦点位置を決定することができないので、その決定ができるまで焦点評価値の取得を続行することができる。
以上のように本実施例の自動焦点調整装置によって、焦点評価値が閾値である所定の評価値未満であり、所定の評価値で定められる条件を満たさない場合に、そのままではフォーカスレンズの焦点位置を決定することができないので、その決定ができるまで焦点評価値の取得を続行することができる。
≪実施例4≫
<概要>
本実施例は、実施例3を基本として焦点評価値の取得が続行された結果、全てのフォーカスレンズ位置における焦点評価値が閾値である所定の評価値以下で、条件を満たさなかった場合に、以下のようにして焦点位置を決定する機能を備えることを特徴とする自動焦点調整装置である。その決定方法とは、続行し取得した全ての焦点評価値の中から最良値となる焦点評価値に対応付けられたフォーカスレンズ位置を焦点位置として決定する方法である。このようにして、全ての焦点評価値が条件を満たさない画像、すなわち低コントラストの画像においても、正確に焦点位置を決定することができるオートフォーカス処理を実行することができる。
<概要>
本実施例は、実施例3を基本として焦点評価値の取得が続行された結果、全てのフォーカスレンズ位置における焦点評価値が閾値である所定の評価値以下で、条件を満たさなかった場合に、以下のようにして焦点位置を決定する機能を備えることを特徴とする自動焦点調整装置である。その決定方法とは、続行し取得した全ての焦点評価値の中から最良値となる焦点評価値に対応付けられたフォーカスレンズ位置を焦点位置として決定する方法である。このようにして、全ての焦点評価値が条件を満たさない画像、すなわち低コントラストの画像においても、正確に焦点位置を決定することができるオートフォーカス処理を実行することができる。
<機能的構成>
図12に示すのは、本実施例の自動焦点調整装置における機能ブロックの一例を表す図である。この図にあるように、本実施例の「自動焦点調整装置」(1000)は、実施例3を基本として、「焦点評価値取得部」(1201)と、「判断部」(1202)と、「焦点位置決定部」(1203)と、を有し、その焦点評価値取得部が「続行手段」(1204)を有している。また、図示していないが、さらに焦点位置決定部が「最初決定手段」を有し、焦点評価値取得部が「途中停止手段」を有していても良い。なお、これら構成要件は実施例1や2、3にて既に記載済みであるのでその説明は省略する。そして、本実施例の特徴点は、さらにその焦点位置決定部が「第一評価未達時焦点位置決定手段」(1205)を有する点である。
図12に示すのは、本実施例の自動焦点調整装置における機能ブロックの一例を表す図である。この図にあるように、本実施例の「自動焦点調整装置」(1000)は、実施例3を基本として、「焦点評価値取得部」(1201)と、「判断部」(1202)と、「焦点位置決定部」(1203)と、を有し、その焦点評価値取得部が「続行手段」(1204)を有している。また、図示していないが、さらに焦点位置決定部が「最初決定手段」を有し、焦点評価値取得部が「途中停止手段」を有していても良い。なお、これら構成要件は実施例1や2、3にて既に記載済みであるのでその説明は省略する。そして、本実施例の特徴点は、さらにその焦点位置決定部が「第一評価未達時焦点位置決定手段」(1205)を有する点である。
「第一評価未達時焦点位置決定手段」(1205)は、判断結果が全てのフォーカスレンズ位置において条件を満たしていないとの判断結果である場合には、焦点評価値取得部(1201)が取得した焦点評価値の中で最良評価値に対応付けられたフォーカスレンズ位置を焦点位置とする機能を有する。これは、具体的には、フォーカスレンズの焦点位置を決定するプログラムにおいて、CPUにて上記のような判断をするよう制御することで実現することができる。なお「最良評価値」とは、焦点評価値が正方向に指標化されていれば最大値をとる焦点評価値であり、逆に負方向に指標化されていれば最小値をとる焦点評価値となる。
図13に示すのは、第一評価未達時焦点位置決定手段での焦点位置の決定処理について説明するための図である。この図にあるように、焦点位置であるフォーカスレンズ位置Eの焦点評価値が、閾値である所定の評価値αよりも低い場合、非合焦状態のその他のレンズ位置における焦点評価値との差はほとんどない。そのため前後のレンズ位置における焦点評価値の大小比較によってフォーカスレンズの焦点位置を高速に決定する場合、誤ったフォーカスレンズ位置Bを焦点位置と決定する可能性がある。したがって、本実施例では正確に焦点位置を決定するために、上記のように取得した全ての焦点評価値の中から最大焦点評価値と対応付けられたフォーカスレンズ位置を焦点位置とする、という具合である。
<処理の流れ>
図14に示すのは、本実施例の自動焦点調整装置における処理の流れの一例を表すフローチャートである。なお、以下に示すステップは、媒体に記録され計算機を制御するためのプログラムを構成する処理ステップであっても構わない。この図にあるように、まず、フォーカスレンズ位置N=0として、そのフォーカスレンズ位置0にフォーカスレンズを駆動し(ステップS1401)、そのフォーカスレンズ位置0での焦点評価値x0を、映像輝度信号などに基づくCPUの演算処理により算出し取得する(ステップS1402)。そして、算出した焦点評価値x0を変数Aとして(ステップS1403)、焦点評価値Aが所定の評価値α以上か否かの判断処理がCPUの大小比較処理などで実行される(ステップS1404)。
図14に示すのは、本実施例の自動焦点調整装置における処理の流れの一例を表すフローチャートである。なお、以下に示すステップは、媒体に記録され計算機を制御するためのプログラムを構成する処理ステップであっても構わない。この図にあるように、まず、フォーカスレンズ位置N=0として、そのフォーカスレンズ位置0にフォーカスレンズを駆動し(ステップS1401)、そのフォーカスレンズ位置0での焦点評価値x0を、映像輝度信号などに基づくCPUの演算処理により算出し取得する(ステップS1402)。そして、算出した焦点評価値x0を変数Aとして(ステップS1403)、焦点評価値Aが所定の評価値α以上か否かの判断処理がCPUの大小比較処理などで実行される(ステップS1404)。
そして、「焦点評価値A<所定の評価値α」との判断結果であり、焦点評価値が条件を満たしていない場合、フォーカスレンズ位置0と、その位置での焦点評価値A(x0)を主メモリなどに一時格納しておく(ステップS1405)。つづいてフォーカスレンズ位置N(ここでは0)が、移動可能範囲の最大位置(Max)であるか否かの判断がCPUの演算処理により実行される(ステップS1406)。ここで、「フォーカスレンズ位置N≠Max」である場合、フォーカスレンズが次の位置「N+1→N」、ここでは「N=1」に駆動され(ステップS1407)、同様にそのレンズ位置1での焦点評価値x1を変数Aとして、焦点評価値Aと、閾値である所定の評価値αとの大小比較判断処理が実行され、それぞれの位置での焦点評価値Aが主メモリなどに一時格納される。
そしてこれら処理を繰り返していき、最終的に「フォーカスレンズ位置N=Max」となった場合、すなわち、全てフォーカスレンズ位置における焦点評価値が取得された場合、主メモリなどに一時保持されている、それぞれのレンズ位置での焦点評価値の大小比較処理などがCPUにより実行され、最大値となる焦点評価値と関連付けられているフォーカスレンズ位置Nの近傍を焦点位置として決定する(ステップS1408)。
<効果の簡単な説明>
以上のように本実施例の自動焦点調整装置によって、全ての焦点評価値が所定の評価値で定められる条件を満たさない画像、すなわち低コントラストの画像においても、正確に焦点位置を決定することができる。
以上のように本実施例の自動焦点調整装置によって、全ての焦点評価値が所定の評価値で定められる条件を満たさない画像、すなわち低コントラストの画像においても、正確に焦点位置を決定することができる。
≪実施例5≫
<概要>
本実施例は、実施例3を基本として、実施例4同様に全てのフォーカスレンズ位置における焦点評価値が、閾値である所定の評価値以下であった場合、すなわち条件を満たさなかった場合のフォーカスレンズの焦点位置決定機能を備える自動焦点調整装置である。実施例4との相違点は、その決定方法として、デフォルトのフォーカスレンズ位置を焦点位置と決定する、という点である。このようにして本実施例の自動焦点調整装置は、最大となる焦点評価値も所定の評価値以下である画像、すなわち低コントラストの画像において、例えば利用者が経験や好みから設定したフォーカスレンズ位置や、工場出荷時などに技術者が予め低コントラスト状態に合わせて設定したフォーカスレンズ位置などをその焦点位置とすることができる。
<概要>
本実施例は、実施例3を基本として、実施例4同様に全てのフォーカスレンズ位置における焦点評価値が、閾値である所定の評価値以下であった場合、すなわち条件を満たさなかった場合のフォーカスレンズの焦点位置決定機能を備える自動焦点調整装置である。実施例4との相違点は、その決定方法として、デフォルトのフォーカスレンズ位置を焦点位置と決定する、という点である。このようにして本実施例の自動焦点調整装置は、最大となる焦点評価値も所定の評価値以下である画像、すなわち低コントラストの画像において、例えば利用者が経験や好みから設定したフォーカスレンズ位置や、工場出荷時などに技術者が予め低コントラスト状態に合わせて設定したフォーカスレンズ位置などをその焦点位置とすることができる。
<機能的構成>
図15に示すのは、本実施例の自動焦点調整装置における機能ブロックの一例を表す図である。この図にあるように、本実施例の「自動焦点調整装置」(1500)は、実施例3を基本として、「焦点評価値取得部」(1501)と、「判断部」(1502)と、「焦点位置決定部」(1503)と、を有し、その焦点評価値取得部が「続行手段」(1504)を有している。また、図示していないが、さらに焦点位置決定部が「最初決定手段」を有し、焦点評価値取得部が「途中停止手段」を有していても良い。なお、これら構成要件は実施例1や2、3にて既に記載済みであるのでその説明は省略する。そして、本実施例の特徴点は、さらにその焦点位置決定部が「第二評価未達時焦点位置決定手段」(1505)を有する点である。
図15に示すのは、本実施例の自動焦点調整装置における機能ブロックの一例を表す図である。この図にあるように、本実施例の「自動焦点調整装置」(1500)は、実施例3を基本として、「焦点評価値取得部」(1501)と、「判断部」(1502)と、「焦点位置決定部」(1503)と、を有し、その焦点評価値取得部が「続行手段」(1504)を有している。また、図示していないが、さらに焦点位置決定部が「最初決定手段」を有し、焦点評価値取得部が「途中停止手段」を有していても良い。なお、これら構成要件は実施例1や2、3にて既に記載済みであるのでその説明は省略する。そして、本実施例の特徴点は、さらにその焦点位置決定部が「第二評価未達時焦点位置決定手段」(1505)を有する点である。
「第二評価未達時焦点位置決定手段」(1505)は、判断結果が全てのフォーカスレンズ位置において条件を満たさないとの判断結果である場合には、予め定められたフォーカスレンズ位置を焦点位置とする機能を有する。これは、具体的には、例えば各種設定情報を保持しているEEPROMなどにその「予め定められたフォーカスレンズ位置」を示す情報を保持しておき、フォーカスレンズの焦点位置を決定するプログラムにおいてそのEEPROMなどに保持されている情報を読み出し、CPUにて上記のような判断をするよう制御することで実現することができる。
「予め定められたフォーカスレンズ位置」とは、前述のように、利用者が経験や好みからGUI(グラフィカル・ユーザー・インターフェース)にて設定したフォーカスレンズ位置や、工場出荷時などに技術者が予め低コントラスト状態に合わせて設定したフォーカスレンズ位置などが挙げられる。その他にも、例えば撮像装置のGUIで設定可能な撮像モード(マクロモード、風景モード、人物モード、接写モードなど)に応じて、それぞれの被写体までの想定される距離に好適な位置に予め設定されたフォーカスレンズ位置なども挙げられる。
そして、判断結果が全てのフォーカスレンズ位置において条件を満たさないとの判断結果である場合に、このように設定されたフォーカスレンズ位置を焦点位置とすることで、適宜状況や利用者の嗜好などに合わせた合焦状態での撮像を行うことができる。
<処理の流れ>
図16に示すのは、本実施例の自動焦点調整装置における処理の流れの一例を表すフローチャートである。なお、以下に示すステップは、媒体に記録され計算機を制御するためのプログラムを構成する処理ステップであっても構わない。この図にあるように、まず、フォーカスレンズ位置N=0として、そのフォーカスレンズ位置0にフォーカスレンズを駆動し(ステップS1601)、そのフォーカスレンズ位置0での焦点評価値x0を、映像輝度信号などに基づくCPUの演算処理により算出し取得する(ステップS1602)。そして、算出した焦点評価値x0を変数Aとして(ステップS1603)、焦点評価値Aが所定の評価値α以上か否かの判断処理がCPUの大小比較処理などで実行される(ステップS1604)。
図16に示すのは、本実施例の自動焦点調整装置における処理の流れの一例を表すフローチャートである。なお、以下に示すステップは、媒体に記録され計算機を制御するためのプログラムを構成する処理ステップであっても構わない。この図にあるように、まず、フォーカスレンズ位置N=0として、そのフォーカスレンズ位置0にフォーカスレンズを駆動し(ステップS1601)、そのフォーカスレンズ位置0での焦点評価値x0を、映像輝度信号などに基づくCPUの演算処理により算出し取得する(ステップS1602)。そして、算出した焦点評価値x0を変数Aとして(ステップS1603)、焦点評価値Aが所定の評価値α以上か否かの判断処理がCPUの大小比較処理などで実行される(ステップS1604)。
そして、「焦点評価値A<所定の評価値α」との判断結果である場合、フォーカスレンズ位置N(ここでは0)が、移動可能範囲の最大位置(Max)であるか否かの判断がCPUの演算処理により実行される(ステップS1605)。ここで、「フォーカスレンズ位置N≠Max」である場合、フォーカスレンズが次の位置「N+1→N」、ここでは「N=1」に駆動され(ステップS1606)、同様にそのレンズ位置1での焦点評価値x1を変数Aとして、焦点評価値Aと、閾値である所定の評価値αとの大小比較判断処理が実行される。
そしてこれら処理を繰り返していき、最終的に「フォーカスレンズ位置N=Max」となった場合、すなわち、全てフォーカスレンズ位置における焦点評価値が取得された場合、「CPU」は、予め定められ、例えばEEPROMなどに保持されているフォーカスレンズ位置を「主メモリ」に読み出し、その位置を焦点位置として決定する(ステップS1607)。
<効果の簡単な説明>
以上のように本実施例の自動焦点調整装置によって、判断結果が全てのフォーカスレンズ位置において条件を満たさないとの判断結果である場合に、このように設定されたフォーカスレンズ位置を焦点位置とすることで、適宜状況や利用者の嗜好などに合わせた合焦状態での撮像を行うことができる。
以上のように本実施例の自動焦点調整装置によって、判断結果が全てのフォーカスレンズ位置において条件を満たさないとの判断結果である場合に、このように設定されたフォーカスレンズ位置を焦点位置とすることで、適宜状況や利用者の嗜好などに合わせた合焦状態での撮像を行うことができる。
≪実施例6≫
<概要>
本実施例は、上記実施例を基本として、「焦点評価値の大小判断」の際に、基準となる所定の評価値を、その被写体に応じて切り換える機能を備えることを特徴とする自動焦点調整装置である。これは、例えば「白と黒のバーコード」の場合は白黒のエッジがはっきりしているため焦点評価値の最大値も大きくなりやすく、一方「自然風景」の場合は色の変化が階調変化となるためバーコードほど焦点評価値の最大値は大きくならない。そこで本実施例では、焦点評価値の大小判断の閾値となる「所定の評価値」の値を被写体に応じて適宜切り換える、ということである。
<概要>
本実施例は、上記実施例を基本として、「焦点評価値の大小判断」の際に、基準となる所定の評価値を、その被写体に応じて切り換える機能を備えることを特徴とする自動焦点調整装置である。これは、例えば「白と黒のバーコード」の場合は白黒のエッジがはっきりしているため焦点評価値の最大値も大きくなりやすく、一方「自然風景」の場合は色の変化が階調変化となるためバーコードほど焦点評価値の最大値は大きくならない。そこで本実施例では、焦点評価値の大小判断の閾値となる「所定の評価値」の値を被写体に応じて適宜切り換える、ということである。
<機能的構成>
図17に示すのは、本実施例の自動焦点調整装置における機能ブロックの一例を表す図である。この図にあるように、本実施例の「自動焦点調整装置」(1700)は、実施例1を基本として、「焦点評価値取得部」(1701)と、「判断部」(1702)と、「焦点位置決定部」(1703)と、を有する。また、その他の実施例を基本としてそれぞれの構成要件を有していても構わない。なお、これら構成要件は上記実施例にて既に記載済みであるのでその説明は省略する。そして、本実施例の特徴点は、さらに「被写体識別情報取得部」(1704)と、「評価条件保持部」(1705)を有する点と、その判断部が「選択判断手段」(1706)を有する点である。
図17に示すのは、本実施例の自動焦点調整装置における機能ブロックの一例を表す図である。この図にあるように、本実施例の「自動焦点調整装置」(1700)は、実施例1を基本として、「焦点評価値取得部」(1701)と、「判断部」(1702)と、「焦点位置決定部」(1703)と、を有する。また、その他の実施例を基本としてそれぞれの構成要件を有していても構わない。なお、これら構成要件は上記実施例にて既に記載済みであるのでその説明は省略する。そして、本実施例の特徴点は、さらに「被写体識別情報取得部」(1704)と、「評価条件保持部」(1705)を有する点と、その判断部が「選択判断手段」(1706)を有する点である。
「被写体識別情報取得部」(1704)は、被写体識別情報を取得する機能を有する。「被写体識別情報」とは、撮像対象となる被写体を識別するための情報をいう。また、その取得は、例えば利用者によってGUIを介して入力される撮像モードの情報から取得する方法が挙げられる。これは、「接写モード」や「バーコードモード」であれば被写体はバーコードである、との被写体識別情報として取得し、「人物モード」であれば被写体は人物である、との被写体識別情報を取得する、という具合である。あるいは、GUIによって利用者に被写体識別情報を直接入力させる構成であっても良い。また、オートフォーカス前の画像をバッファメモリなどに一時保持しておき、パターンマッチングで被写体識別情報を取得する構成などであっても良い。
そして本実施例では、このようにして取得した被写体識別情報を利用して「所定の評価値」を適宜変更して、焦点評価値の大小判断を行うことを特徴としている。
「評価条件保持部」(1705)は、判断部(1702)の判断基準となる所定の評価値を保持する機能を有する。この評価条件保持部は、具体的には例えばEEPROMなどの記憶媒体に、判断基準となる所定の評価条件を保持することで実現することができる。また、この評価条件保持部にて保持されている所定の評価値は、例えば被写体識別情報と所定の評価値とを関連付けたテーブルとして保持されていると良い。
図18に示すのは、この所定の評価値を定めるためのテーブルの一例を表す図である。この図にあるように、例えば、被写体がバーコード(撮像モードがバーコードモード)である場合、その評価値は「10000」として定められ、撮像モードがポートレート、すなわち被写体が人物である場合、その評価値は「5000」として定められている、という具合である。
「選択判断手段」(1706)は、取得した被写体識別情報に応じて評価条件保持部に保持されている判断基準の一を選択して前記判断をする機能を有する。このようにして本実施例では、焦点評価値の大小の判断基準となる閾値である所定の評価値をその被写体に応じて切り換えることができる。
<処理の流れ>
図19に示すのは、本実施例の自動焦点調整装置における処理の流れの一例を表すフローチャートである。なお、以下に示すステップは、媒体に記録され計算機を制御するためのプログラムを構成する処理ステップであっても構わない。この図にあるように、まず、例えばGUIを介した利用者からの入力や画像のパターンマッチング処理などによって、被写体識別情報を取得する(ステップS1901)。続いて、その取得した被写体識別情報に応じて予め定められ保持されている判断基準の一を所定の評価値として選択する(ステップS1902)。そして、その後は、この選択された所定の評価値を用いて、上記実施例で説明したような判断処理などを行い、焦点位置となるフォーカスレンズ位置を決定する。
図19に示すのは、本実施例の自動焦点調整装置における処理の流れの一例を表すフローチャートである。なお、以下に示すステップは、媒体に記録され計算機を制御するためのプログラムを構成する処理ステップであっても構わない。この図にあるように、まず、例えばGUIを介した利用者からの入力や画像のパターンマッチング処理などによって、被写体識別情報を取得する(ステップS1901)。続いて、その取得した被写体識別情報に応じて予め定められ保持されている判断基準の一を所定の評価値として選択する(ステップS1902)。そして、その後は、この選択された所定の評価値を用いて、上記実施例で説明したような判断処理などを行い、焦点位置となるフォーカスレンズ位置を決定する。
<効果の簡単な説明>
以上のように本実施例の自動焦点調整装置によって、フォーカスレンズの焦点位置を決定する処理方法を使い分けるために行われる「焦点評価値の大小判断」の際に基準となる所定の評価値を、その被写体に応じて切り換えることができる。したがって、被写体に応じて適宜フォーカスレンズの焦点位置を決定する処理方法を使い分けることができる。
以上のように本実施例の自動焦点調整装置によって、フォーカスレンズの焦点位置を決定する処理方法を使い分けるために行われる「焦点評価値の大小判断」の際に基準となる所定の評価値を、その被写体に応じて切り換えることができる。したがって、被写体に応じて適宜フォーカスレンズの焦点位置を決定する処理方法を使い分けることができる。
≪実施例7≫
<概要>
本実施例は、判断部の判断基準となる所定の評価値に関して、ユーザーがGUIなどによって入力設定できる機能を備えることを特徴とする自動焦点調整装置である。このような機能を備えることで、利用者が経験や好みからその所定の評価値を設定することができるようになる。
<概要>
本実施例は、判断部の判断基準となる所定の評価値に関して、ユーザーがGUIなどによって入力設定できる機能を備えることを特徴とする自動焦点調整装置である。このような機能を備えることで、利用者が経験や好みからその所定の評価値を設定することができるようになる。
<機能的構成>
図20に示すのは、本実施例の自動焦点調整装置における機能ブロックの一例を表す図である。この図にあるように、本実施例の「自動焦点調整装置」(2000)は、実施例1を基本として、「焦点評価値取得部」(2001)と、「判断部」(2002)と、「焦点位置決定部」(2003)と、を有する。また、その他の実施例を基本としてそれぞれの構成要件を有していても構わない。なお、これら構成要件は上記実施例にて既に記載済みであるのでその説明は省略する。そして、本実施例の特徴点は、さらに「入力部」(2004)を有する点である。
図20に示すのは、本実施例の自動焦点調整装置における機能ブロックの一例を表す図である。この図にあるように、本実施例の「自動焦点調整装置」(2000)は、実施例1を基本として、「焦点評価値取得部」(2001)と、「判断部」(2002)と、「焦点位置決定部」(2003)と、を有する。また、その他の実施例を基本としてそれぞれの構成要件を有していても構わない。なお、これら構成要件は上記実施例にて既に記載済みであるのでその説明は省略する。そして、本実施例の特徴点は、さらに「入力部」(2004)を有する点である。
「入力部」(2004)は、利用者が判断部の判断基準となる所定の評価値を定めるための機能を有し、例えばGUIや操作パネルなどの入力インターフェースで構成され、利用者が所定の評価値を入力することで実現すると良い。もちろん、入力部はGUIを利用せず操作パネルなどのみで構成されても良い。
図21に示すのは、この入力部の一例としてGUI画面を表す図である。この図にあるように、利用者は、ボタンなどの操作キーを利用してカーソル(2101)を操作し、その所定の評価値(閾値)を設定するためにバーコードや人物、風景などの被写体を選択することで、その選択結果に関連付けられた所定の評価値が定められる、という具合である。このように、入力部は、実施例6で説明した被写体識別情報の入力部であって、このようにして入力された被写体識別情報が、被写体識別情報取得部に取得される構成であっても良い。
もちろん、数字キーや操作キーの操作によって所定の評価値となる数値を利用者が直接入力することで、利用者の経験や好みに基づく所定の評価値を設定することができるようになっていても良い。
<効果の簡単な説明>
以上のように本実施例によって、利用者の経験や好み等に応じてその所定の評価値を設定することができるようになる。
以上のように本実施例によって、利用者の経験や好み等に応じてその所定の評価値を設定することができるようになる。
0400 自動焦点調整装置
0401 焦点評価値取得部
0402 判断部
0403 焦点位置決定部
0410 フォーカスレンズ
0420 撮像素子
0401 焦点評価値取得部
0402 判断部
0403 焦点位置決定部
0410 フォーカスレンズ
0420 撮像素子
Claims (12)
- フォーカスレンズ位置に対応付けて焦点評価値を取得する焦点評価値取得部と、
取得した焦点評価値が所定の評価値で定められる条件を満たしているか判断する判断部と、
判断部での判断結果が条件を満たしているとの判断結果である場合には、焦点評価値の極点近傍に対応付けられたフォーカスレンズ位置を焦点位置とする焦点位置決定部と、
を有する自動焦点調整装置。 - 焦点位置決定部は、判断結果が条件を満たしているとの判断結果で、焦点評価値の最初の極点が現れた時点でそのフォーカスレンズ位置を焦点位置とする最初決定手段を有し、
焦点評価値取得部は、最初決定手段が焦点位置を決定した場合にはそれ以上の焦点評価値を取得する動作を停止する途中停止手段を有する請求項1に記載の自動焦点調整装置。 - 判断結果が条件を満たしていないとの判断結果である場合には、焦点評価値取得部は、判断結果が条件を満たし、かつ焦点評価値の極点が現れるまでフォーカスレンズ位置を変化させながら焦点評価値の取得を続行する続行手段を有する請求項1又は2に記載の自動焦点調整装置。
- 判断結果が全てのフォーカスレンズ位置において条件を満たしていないとの判断結果である場合には、
焦点位置決定部は、焦点評価値取得部が取得した焦点評価値の中で最良評価値に対応付けられたフォーカスレンズ位置を焦点位置とする第一評価未達時焦点位置決定手段を有する請求項3に記載の自動焦点調整装置。 - 判断結果が全てのフォーカスレンズ位置において条件を満たしていないとの判断結果である場合には、
焦点位置決定部は、予め定められたフォーカスレンズ位置を焦点位置とする第二評価未達時焦点位置決定手段を有する請求項3に記載の自動焦点調整装置。 - 被写体識別情報を取得する被写体識別情報取得部と、
判断部の判断基準となる所定の評価値を保持する評価条件保持部と、をさらに有し、
判断部は、取得した被写体識別情報に応じて評価条件保持部に保持されている判断基準の一を選択して前記判断をする選択判断手段を有する請求項1から5のいずれか一に記載の自動焦点調整装置。 - 利用者が判断部の判断基準となる所定の評価値を定めるための入力部を有する請求項1から6のいずれか一に記載の自動焦点調整装置。
- フォーカスレンズ位置に対応付けて焦点評価値を取得する焦点評価値取得ステップと、
取得した焦点評価値が所定の評価値で定められる条件を満たしているか判断する判断ステップと、
判断ステップでの判断結果が条件を満たしているとの判断結果である場合には、焦点評価値の極点近傍に対応付けられたフォーカスレンズ位置を焦点位置とする焦点位置決定ステップと、
を計算機に実行させる自動焦点調整方法。 - フォーカスレンズ位置に対応付けて焦点評価値を取得する焦点評価値取得ステップと、
取得した焦点評価値が所定の評価値で定められる条件を満たしているか判断する判断ステップと、
判断ステップでの判断結果が条件を満たしているとの判断結果で、焦点評価値の最初の極点が現れた時点でそのフォーカスレンズ位置を焦点位置とする最初決定ステップと、
最初決定ステップにて焦点位置を決定した場合にはそれ以上の焦点評価値を取得する動作を停止する途中停止ステップと、
を計算機に実行させる自動焦点調整方法。 - フォーカスレンズ位置に対応付けて焦点評価値を取得する焦点評価値取得ステップと、
取得した焦点評価値が所定の評価値で定められる条件を満たしているか判断する判断ステップと、
前記判断結果が条件を満たしていないとの判断結果である場合には、判断結果が条件を満たし、かつ焦点評価値の極点が現れるまでフォーカスレンズ位置を変化させながら焦点評価値の取得を続行する続行ステップと、
を計算機に実行させる自動焦点調整方法。 - フォーカスレンズ位置に対応付けて焦点評価値を取得する焦点評価値取得ステップと、
取得した焦点評価値が所定の評価値で定められる条件を満たしているか判断する判断ステップと、
前記判断結果が条件を満たしていないとの判断結果である場合には、判断結果が条件を満たし、かつ焦点評価値の極点が現れるまでフォーカスレンズ位置を変化させながら焦点評価値の取得を続行する続行ステップと、
前記判断結果が全てのフォーカスレンズ位置において条件を満たしていないとの判断結果である場合には、続行ステップにて続行し取得した焦点評価値の中で最良評価値に対応付けられたフォーカスレンズ位置を焦点位置とする第一評価未達時焦点位置決定ステップと、
を計算機に実行させる自動焦点調整方法。 - フォーカスレンズ位置に対応付けて焦点評価値を取得する焦点評価値取得ステップと、
取得した焦点評価値が所定の評価値で定められる条件を満たしているか判断する判断ステップと、
前記判断結果が条件を満たしていないとの判断結果である場合には、判断結果が条件を満たし、かつ焦点評価値の極点が現れるまでフォーカスレンズ位置を変化させながら焦点評価値の取得を続行する続行ステップと、
前記判断結果が全てのフォーカスレンズ位置において条件を満たしていないとの判断結果である場合には、予め定められたフォーカスレンズ位置を焦点位置とする第二評価未達時焦点位置決定ステップと、
を計算機に実行させる自動焦点調整方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006037337A JP2007219029A (ja) | 2006-02-15 | 2006-02-15 | 自動焦点調整装置 |
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JP2006037337A JP2007219029A (ja) | 2006-02-15 | 2006-02-15 | 自動焦点調整装置 |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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- 2006-02-15 JP JP2006037337A patent/JP2007219029A/ja active Pending
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