JP2011107682A - Focusing device and camera - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、焦点調節装置、およびカメラに関する。 The present invention relates to a focus adjustment device and a camera.
次のようなオートフォーカス装置が知られている。このオートフォーカス装置は、光の色収差を利用してレンズの焦点位置ズレを検出し、検出結果に基づいて焦点調整を行って各色光のぼけを修正する(例えば、特許文献1)。 The following autofocus devices are known. This autofocus device detects the focal position shift of a lens using chromatic aberration of light and corrects the blur of each color light by performing focus adjustment based on the detection result (for example, Patent Document 1).
しかしながら、従来のオートフォーカス装置では、光軸上にフィルタが挿入された場合に、フィルタの屈折率によって焦点距離がずれた場合に、フォーカスレンズを光軸方向のどちらに移動させれば合焦させることができるかを判定するためには、一度フォーカスレンズをいずれかの方向に移動させてそのときのぼけ状態の変化を検出する必要があったため、処理に時間がかかるという問題があった。 However, in the conventional autofocus device, when the filter is inserted on the optical axis, and the focal length is shifted due to the refractive index of the filter, the focus lens is moved in either direction of the optical axis to focus. In order to determine whether it can be performed, it is necessary to move the focus lens once in any direction and detect a change in the blurred state at that time, and thus there is a problem that processing takes time.
本発明による焦点調節装置は、焦点調節を行うためのAFレンズを備えた光学系と、光学系から入射される被写体像を撮像する撮像素子と、光学系から入射される光量を調節するために、光学系と撮像素子との間の光軸上に挿入されるフィルタと、光軸上にフィルタが挿入されたときに、撮像素子によって取得される画像を構成する各色成分ごとにエッジを検出し、検出した各色成分ごとのエッジ強度の微分値を算出し、算出した各色成分ごとのエッジ強度の微分値に基づいて、焦点調節を行うためのAFレンズの移動方向を判定する判定手段とを備えることを特徴とする。
本発明では、判定手段によって判定された移動方向にAFレンズを駆動する駆動手段をさらに備えるようにしてもよい。
判定手段は、エッジ検出手段で検出した各色成分ごとのエッジ強度を0以上1以下の値をとるように正規化してから微分値を算出するようにしてもよい。
AFレンズを移動させながら画像のコントラストが最も高くなるAFレンズ位置を特定することによって焦点調節を行う焦点調節手段をさらに備え、判定手段は、焦点調節手段によって焦点調節が行われた後に、処理を行うようにしてもよい。
判定手段は、各色成分の微分値の比を算出し、算出した比のうちの2つの比が一致する点、または2つの比の差が所定値以内となる点に向けた移動方向をAFレンズの移動方向として判定するようにしてもよい。
本発明によるカメラは、上記いずれかの焦点調節装置を備えることを特徴とする。
A focus adjustment apparatus according to the present invention is an optical system including an AF lens for performing focus adjustment, an image sensor that captures a subject image incident from the optical system, and an amount of light incident from the optical system. A filter inserted on the optical axis between the optical system and the image sensor, and an edge is detected for each color component constituting the image acquired by the image sensor when the filter is inserted on the optical axis. Determining means for calculating a differential value of the edge intensity for each detected color component and determining a moving direction of the AF lens for performing focus adjustment based on the calculated differential value of the edge intensity for each color component. It is characterized by that.
In the present invention, a driving unit that drives the AF lens in the moving direction determined by the determining unit may be further provided.
The determination means may calculate the differential value after normalizing the edge intensity for each color component detected by the edge detection means so as to take a value between 0 and 1.
The image processing apparatus further includes a focus adjustment unit that performs focus adjustment by specifying an AF lens position where the contrast of the image is highest while moving the AF lens, and the determination unit performs processing after the focus adjustment is performed by the focus adjustment unit. You may make it perform.
The determination unit calculates the ratio of the differential values of the respective color components, and indicates the movement direction toward the point where two of the calculated ratios match or the difference between the two ratios falls within a predetermined value. The moving direction may be determined.
A camera according to the present invention includes any one of the focus adjustment devices described above.
本発明によれば、フォーカスレンズを光軸方向のどちらに移動させれば合焦させることができるかを高速に判定することができる。 According to the present invention, it is possible to determine at high speed whether the focus lens can be moved in the optical axis direction.
図1は、本実施の形態におけるカメラの一実施の形態の構成を示すブロック図である。カメラ100は、操作部材101と、レンズ102と、NDフィルタ1021と、撮像素子103と、制御装置104と、メモリカードスロット105と、モニタ106とを備えている。操作部材101は、使用者によって操作される種々の入力部材、例えば電源ボタン、レリーズボタン、ズームボタン、十字キー、決定ボタン、再生ボタン、削除ボタンなどを含んでいる。
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of an embodiment of a camera according to the present embodiment. The
レンズ102は、複数の光学レンズから構成されるが、図1では代表して1枚のレンズで表している。また、レンズ102を構成するレンズには、後述するAF(Auto Focus/自動焦点調整)のためのAFレンズが含まれる。NDフィルタ1021は、レンズ102を介して入射する光量を調節するための濃度フィルタであって、制御装置104は、NDフィルタ1021をレンズ102と撮像素子103との間の光軸上に挿入したり抜いたりすることによって、撮像素子103へ入射する光量を調節する。
The
撮像素子103は、例えばCCDやCMOSなどのイメージセンサーであり、レンズ102により結像した被写体像を撮像する。そして、撮像によって得られた画像信号を制御装置104へ出力する。
The
制御装置104は、撮像素子103から入力された画像信号に基づいて所定の画像形式、例えばJPEG形式の画像データ(以下、「本画像データ」と呼ぶ)を生成する。また、制御装置104は、生成した画像データに基づいて、表示用画像データ、例えばサムネイル画像データを生成する。制御装置104は、生成した本画像データとサムネイル画像データとを含み、さらにヘッダ情報を付加した画像ファイルを生成してメモリカードスロット105へ出力する。
The
メモリカードスロット105は、記憶媒体としてのメモリカードを挿入するためのスロットであり、制御装置104から出力された画像ファイルをメモリカードに書き込んで記録する。また、メモリカードスロット105は、制御装置104からの指示に基づいて、メモリカード内に記憶されている画像ファイルを読み込む。
The
モニタ106は、カメラ100の背面に搭載された液晶モニタ(背面モニタ)であり、当該モニタ106には、メモリカードに記憶されている画像やカメラ100を設定するための設定メニューなどが表示される。また、制御装置104は、使用者によってカメラ100のモードが撮影モードに設定されると、撮像素子103から時系列で取得した画像の表示用画像データをモニタ106に出力する。これによってモニタ106にはスルー画が表示される。
The
制御装置104は、CPU、メモリ、およびその他の周辺回路により構成され、カメラ100を制御する。なお、制御装置104を構成するメモリには、SDRAMやフラッシュメモリが含まれる。SDRAMは、揮発性のメモリであって、CPUがプログラム実行時にプログラムを展開するためのワークメモリとして使用されたり、データを一時的に記録するためのバッファメモリとして使用される。また、フラッシュメモリは、不揮発性のメモリであって、制御装置104が実行するプログラムのデータや、プログラム実行時に読み込まれる種々のパラメータなどが記録されている。
The
本実施の形態では、制御装置104は、撮像素子103からスルー画の入力が開始されると、AF(Autoフォーカス/自動焦点調節)処理を実行して、スルー画表示中に継続して焦点調節を行う。具体的には、制御装置104は、公知のコントラスト方式により、撮像素子103から入力される画像のコントラストが最も高くなるように、レンズ102に含まれるAFレンズを光軸方向に移動させて焦点調節を行う。すなわち、制御装置104は、スルー画表示中の常時AF制御を行う。
In the present embodiment, when input of a through image from the
この場合、一般的なスルー画表示中の常時AF制御においては、フレーム中の焦点検出領域(AF評価エリア)のコントラスト低下が検出されたときに、AFレンズをコントラストが上昇する方向へ移動させることによって焦点調節を行っていた。しかし、この際にはいわゆる山登り制御によりコントラストが最大となるAFレンズの位置を検出する必要があるが、AFレンズを至近側または無限遠側のいずれに移動させればコントラストを上昇させることができるかは、実際にAFレンズをいずれか一方向に移動させてコントラストを検出してみないとわからなかった。 In this case, in normal AF control during general live view display, when a decrease in contrast in the focus detection area (AF evaluation area) in the frame is detected, the AF lens is moved in the direction in which the contrast increases. Was adjusting the focus. However, in this case, it is necessary to detect the position of the AF lens where the contrast becomes maximum by so-called hill-climbing control, but the contrast can be increased by moving the AF lens to either the close side or the infinity side. This is not known unless the AF lens is actually moved in one direction to detect the contrast.
ここで、スルー画表示中に光軸上にNDフィルタ1021が挿入されると、NDフィルタ1021の屈折率によって合焦位置がずれる。例えば、図2に示すように、NDフィルタ1021を挿入する前には、被写体光の合焦位置2aは撮像素子103の撮像面2cと一致していたのに対して、光軸上にNDフィルタ1021が挿入された場合には、被写体光の合焦位置2bは撮像面2cからずれてしまう。
Here, when the
このため、カメラメーカでは、あらかじめNDフィルタ1021挿入による合焦位置のずれを考慮してレンズ102やNDフィルタ1021を含んだ光学系、例えばレンズ鏡筒の設計を行っている。しかしながら、撮影場所の湿度や温度等の周辺環境によって、レンズ鏡筒全体に歪みが発生する場合があり、このような歪みが発生している状況で光軸上にNDフィルタ1021が挿入されると、NDフィルタ1021の挿入に伴う合焦位置のずれが、設計時に想定したずれとは異なる可能性がある。
For this reason, the camera manufacturer has designed in advance an optical system including the
したがって、常時AF制御中にNDフィルタ1021が挿入されたときに、NDフィルタ1021の挿入に伴う合焦位置のずれが設計時の想定したずれとは異なる場合には、フレームのコントラストが低下するため、AFレンズを合焦方向に移動させて焦点調節を行う必要がある。このときに従来のコントラスト方式によって焦点調節を行おうとした場合には、AFレンズをどちらか一方に移動させてコントラストを検出することにより、合焦させるためのAFレンズの移動方向をその都度判定する必要があり、AF処理に時間を要するという問題があった。
Therefore, when the
そこで、本実施の形態では、このような問題点を解決するために、NDフィルタ1021が光軸上に挿入された場合でも、AFレンズを移動させることなく、現在のAFレンズ位置が合焦位置から光軸方向のどちらの方向にずれているかを判定し、判定結果に基づいてAFレンズを合焦位置方向へ移動させるようにする。
Therefore, in the present embodiment, in order to solve such a problem, even when the
具体的には、撮像素子103から入力されるフレームがRGB表色系で表される画像である場合には、RGBの各色成分ごとの軸上色収差の違いにより、各色成分の光軸上の合焦位置は異なる。例えば、図3に示すように、G成分の合焦位置(ピント位置)は位置3aであるのに対して、R成分とB成分の合焦位置(ピント位置)は位置3bとなる場合がある。本実施の形態では、このような各色成分ごとの光軸上の合焦位置が軸上色収差によって異なることを加味して、光軸上にNDフィルタが挿入された場合に、現在のAFレンズ位置が合焦位置から光軸方向のどちらの方向にずれているかを判定する。
Specifically, when the frame input from the
図4は、本実施の形態におけるスルー画表示中の常時AF制御の流れを示すフローチャートである。図4に示す処理は、撮像素子103からスルー画の入力が開始されると起動するプログラムとして、制御装置104によって実行される。
FIG. 4 is a flowchart showing a flow of constant AF control during live view display in the present embodiment. The processing shown in FIG. 4 is executed by the
ステップS10において、制御装置104は、公知のコントラスト方式により、入力されたフレーム内に設定されたAF評価エリア内の画像のコントラストが最も高くなるように、レンズ102に含まれるAFレンズを光軸方向に移動させて焦点調節を行う。これにより、スルー画の入力開始時に焦点調節を行って被写体に合焦させることができる。その後、ステップS20へ進み、ステップS10におけるコントラストAFが終了したか否かを判断する。ステップS20で否定判断した場合には、ステップS10へ戻って処理を繰り返す。これに対して、ステップS20で肯定判断した場合には、ステップS21へ進む。
In step S10, the
ステップS21では、制御装置104は、光軸上にNDフィルタ1021が挿入されたか否かを判断する。ステップS21で否定判断した場合には、ステップS10へ戻って処理を繰り返す。これに対して、ステップS21で肯定判断した場合には、上述したように、NDフィルタ1021の挿入によって改めて焦点調節を行う必要がある可能性があると判断して、ステップS30へ進む。
In step S21, the
ステップS30では、制御装置104は、AF評価エリア内の画像を対象として、RGB別にエッジを検出する。そして、制御装置104は、検出したエッジの強度が0以上1以下の値をとるようにエッジの振幅を正規化する。ここで、図5に示すサンプル画像を対象としてRGB別に検出したエッジの振幅を正規化する場合の例について説明する。この場合には、制御装置104は、画像内の点線で囲まれた領域5aを対象として、任意のX方向(水平方向)にて、RGBの各出力ごとにエッジ強度のY方向(垂直方向)の平均値を算出する。
In step S <b> 30, the
例えば、サンプル画像中の位置(x,y)におけるR、G、Bのエッジ強度を、それぞれr(x,y)、g(x,y),b(x,y)とすると、X方向の位置xにおけるR、G、Bのエッジ強度のY方向nライン分(0<n≦y、例えば、3ライン分、5ライン分、7ライン分等)の平均値は、次式(1)〜式(3)により算出される。
式(1)により算出したX方向の位置におけるR成分のエッジ強度のY方向nライン分の平均値の領域5a内における最小値をr_avemin(x)、最大値をr_avemax(x)とすると、X方向の位置xにおけるR成分のエッジ強度は、次式(4)によって正規化される。
また、式(2)により算出したX方向の位置におけるG成分のエッジ強度のY方向nライン分の平均値の領域5a内における最小値をg_avemin(x)、最大値をg_avemax(x)とすると、X方向の位置xにおけるG成分のエッジ強度は、次式(5)によって正規化される。
また、式(3)により算出したX方向の位置におけるB成分のエッジ強度のY方向nライン分の平均値の領域5a内における最小値をb_avemin(x)、最大値をb_avemax(x)とすると、X方向の位置xにおけるB成分のエッジ強度は、次式(6)によって正規化される。
例えば、あるフレームにおけるR、G、Bそれぞれのエッジ強度を正規化した場合には、図6(a)に示すようになる。また、別のフレームにおけるR、G、Bそれぞれのエッジ強度を正規化した場合には、図6(b)に示すようになる。なお、図6(a)および図6(b)において、横軸はX方向の位置xを示す画素数であり、縦軸は正規化後のエッジ強度である。 For example, when the edge strengths of R, G, and B in a certain frame are normalized, the result is as shown in FIG. Further, when the edge strengths of R, G, and B in different frames are normalized, the result is as shown in FIG. In FIGS. 6A and 6B, the horizontal axis represents the number of pixels indicating the position x in the X direction, and the vertical axis represents the edge intensity after normalization.
この図6に示す例では、図6(a)では、位置xに向けて各色成分のエッジ強度が緩やかに上昇していることから、このフレームはぼけた画像であることを示している。これに対して、図6(b)では、位置xの手前で各色成分のエッジ強度が急激に上昇していることから、このフレームは合焦した画像であることを示している。 In the example shown in FIG. 6, in FIG. 6A, the edge strength of each color component gradually increases toward the position x, indicating that this frame is a blurred image. On the other hand, in FIG. 6B, the edge intensity of each color component is abruptly increasing before the position x, indicating that this frame is a focused image.
その後、ステップS40へ進み、制御装置104は、ステップS30で正規化した各色成分のエッジの傾きを算出し、その傾きが所定レベル以上であるか否かを判断する。具体的には、制御装置104は、エッジデータのウィンドウ幅をp(例えばp=3)とする微分特性を次式(7)〜(9)により算出することにより、エッジの傾きを算出する。
例えば、図6(a)に示したフレームにおけるエッジ強度の微分特性は図7(a)に示すようになり、図6(b)に示したフレームにおけるエッジ強度の微分特性は図7(b)に示すようになる。図7に示すように、合焦した画像について算出された図7(b)に示す微分特性と、非合焦の画像について算出された図7(a)に示す微分特性とを比較すると、合焦した画像の方が微分特性は大きくなる。すなわちエッジの傾きは大きくなる。 For example, the differential characteristic of edge strength in the frame shown in FIG. 6A is as shown in FIG. 7A, and the differential characteristic of edge strength in the frame shown in FIG. 6B is shown in FIG. As shown. As shown in FIG. 7, when the differential characteristic shown in FIG. 7B calculated for the focused image is compared with the differential characteristic shown in FIG. A differentiated characteristic is greater for a focused image. That is, the inclination of the edge becomes large.
そこで、ステップS40でエッジの傾きが所定レベル以上、例えば0.4以上であるか否かを判断することにより、現在のフレームが合焦状態に近い状態にあるか否かを判定することができる。ステップS40で否定判断した場合、すなわち非合焦状態にあると判断した場合には、AFレンズ位置を微調整しただけでは合焦させることが困難であるため、ステップS10へ戻って再度コントラストAF処理を行う。これに対して、ステップS40で肯定判断した場合、すなわち合焦状態に近い状態にあると判断した場合には、AFレンズ位置を微調整することによって合焦させることが可能であるため、ステップS50へ進む。 Therefore, it is possible to determine whether or not the current frame is close to the in-focus state by determining whether or not the slope of the edge is a predetermined level or more, for example, 0.4 or more in step S40. . If a negative determination is made in step S40, that is, if it is determined that the lens is out of focus, it is difficult to focus by simply fine-adjusting the AF lens position, so the process returns to step S10 and contrast AF processing is performed again. I do. On the other hand, when an affirmative determination is made in step S40, that is, when it is determined that the focus lens is close to the in-focus state, it is possible to focus by finely adjusting the AF lens position. Proceed to
ステップS50では、制御装置104は、R、G、Bの各色成分のうち、少なくとも2つの色成分についてのエッジの傾きがステップS40で検出されたか否かを判断する。RまたはBが均一の場合等、少なくとも2つの色成分についてのエッジの傾きが検出できない場合には、以下に説明するAFレンズの移動方向の判定が行えない。このため、ステップS50で否定判断した場合には、ステップS10へ戻って、再度コントラストAF処理を行う。これに対して、ステップS50で肯定判断した場合には、ステップS60へ進む。
In step S50, the
ステップS60では、制御装置104は、R、G、Bの各色成分のうち、いずれか2つの色成分の傾きが所定レベルで一致するか否かを判断する。具体的には、上述したように、RGBの各色成分ごとの軸上色収差の違いにより、各色成分の光軸上の合焦位置は異なるため、式(7)〜(9)により算出したR´(x)、G´(x)、B´(x)ごとに、エッジの傾きがピークとなるAFレンズ位置が異なる。
In step S60, the
例えば、図8は、図7(b)に示した微分特性が最大となったx(=q)位置におけるAFレンズ位置が変化した場合の微分特性値、すなわちR´(q)、G´(q)、B´(q)の変化を図示したものである。この図8に示すように、R´(q)、G´(q)、B´(q)のそれぞれは、エッジの傾きがピークとなるAFレンズ位置、すなわちAFモータのパルス数が異なっている。 For example, FIG. 8 shows differential characteristic values when the AF lens position changes at the x (= q) position where the differential characteristic shown in FIG. 7B is maximized, that is, R ′ (q), G ′ ( The changes in q) and B ′ (q) are illustrated. As shown in FIG. 8, each of R ′ (q), G ′ (q), and B ′ (q) has a different AF lens position at which the edge inclination peaks, that is, the number of pulses of the AF motor is different. .
本実施の形態では、R´(q)、G´(q)、B´(q)のうち、いずれか2つの色成分のエッジの傾きが最大値である1から所定範囲内である所定レベル以上で一致する場合には、合焦状態にあると判断して、AFレンズ位置を変更しないようにする。これに対して、R´(q)、G´(q)、B´(q)のうち、いずれか2つの色成分のエッジの傾きが最大値である1から所定範囲内である所定レベル以上で一致しない場合には、非合焦状態にあると判断して、AFレンズ位置を変更する。例えば、図8では、B´(q)とG´(q)とが1に近い点8aで一致するため、この場合には合焦状態にあると判断して、AFレンズ位置を変更しない。
In the present embodiment, among R ′ (q), G ′ (q), and B ′ (q), a predetermined level in which the slope of the edge of any two color components is within a predetermined range from 1 that is the maximum value. If they match with each other, it is determined that the lens is in focus and the AF lens position is not changed. On the other hand, among R ′ (q), G ′ (q), and B ′ (q), the inclination of the edge of any two color components is not less than a predetermined level within a predetermined range from 1 which is the maximum value. If they do not coincide with each other, it is determined that the lens is out of focus, and the AF lens position is changed. For example, in FIG. 8, since B ′ (q) and G ′ (q) match at a
なお、図8に示す判定手法に加えて、図9に示すように、各色成分のエッジの傾きの比、すなわちR´(q)/G´(q)、B´(q)/G´(q)、およびR´(q)/B´(q)を算出し、これらのうち2つの比の所定の値の付近、例えば1付近で一致する場合、または1付近での2つの比の差が所定値以内となる場合には、合焦状態にあると判断して、AFレンズ位置を変更しないようにし、2つの比が所定の値の付近で交わらない場合には、非合焦状態にあると判断して、AFレンズ位置を変更するようにしてもよい。 In addition to the determination method shown in FIG. 8, as shown in FIG. 9, the ratio of the inclination of the edge of each color component, that is, R ′ (q) / G ′ (q), B ′ (q) / G ′ ( q) and R ′ (q) / B ′ (q) are calculated, and in the case where they coincide in the vicinity of a predetermined value of two ratios, for example, in the vicinity of 1, or the difference between the two ratios in the vicinity of 1 Is within the predetermined value, it is determined that the lens is in focus, the AF lens position is not changed, and if the two ratios do not intersect in the vicinity of the predetermined value, the lens is not in focus. The AF lens position may be changed by determining that there is.
例えば、図9では、B´(q)/G´(q)とR´(q)/B´(q)が1付近で点9aにおいて一致するため、この場合には合焦状態にあると判断して、AFレンズ位置を変更しない。なお、この場合にどの色成分のエッジの傾きの比を判断に用いるかは、レンズ102における分光周波数に応じた焦点距離依存の特性に基づいて選択される。例えば、図9では、R´(q)/G´(q)の値はどのパルス数においても1に近い値をとることから、R成分とG成分の焦点位置はほぼ一致していると考えられるため、R´(q)/G´(q)以外の2つの比を用いることとする。
For example, in FIG. 9, B ′ (q) / G ′ (q) and R ′ (q) / B ′ (q) coincide with each other at the
よって、ステップS60で肯定判断した場合には、ステップS21へ戻って処理を繰り返す。これに対して、ステップS60で否定判断した場合には、ステップS70へ進む。ステップS70では、制御装置104は、AFレンズの移動方向(AF方向)の判定を行う。本実施の形態では、図8に示した点8a、または図9に示した点9aに対応するAFモータのパルス数(=178)と、R/G、B/G、R/Bを基準状態としてSDRAMに記録しておく。そして、制御装置104は、画像エッジのR/G、B/G、R/BからAF方向を判定する。
Therefore, if an affirmative determination is made in step S60, the process returns to step S21 and is repeated. On the other hand, if a negative determination is made in step S60, the process proceeds to step S70. In step S70, the
具体的には、現在の画像エッジ色成分がR/B=1.05、B/G=0.95である場合は、合焦時の画像エッジ色成分であるR/B=B/G=1.00と比較することにより、現在のピント状態は前ピンであると判定して、AF方向を至近側と判定する。これに対して、現在の画像エッジ色成分がR/B=0.95、B/G=1.05である場合は、合焦時の画像エッジ色成分であるR/B=B/G=1.00と比較することにより、現在のピント状態は後ピンであると判定して、AF方向を無限遠側と判定する。その後、ステップS80へ進む。 Specifically, when the current image edge color component is R / B = 1.05 and B / G = 0.95, R / B = B / G = the image edge color component at the time of focusing. By comparing with 1.00, it is determined that the current focus state is the front pin, and the AF direction is determined as the closest side. On the other hand, when the current image edge color component is R / B = 0.95 and B / G = 1.05, R / B = B / G = the image edge color component at the time of focusing. By comparing with 1.00, it is determined that the current focus state is the rear focus, and the AF direction is determined to be the infinity side. Thereafter, the process proceeds to step S80.
ステップS80では、制御装置104は、現SDRAMに記録されているAFモータのパルス数と、R/G、B/G、R/Bとに基づいて、現在の画像エッジ色成分が1.00になるまでのAFモータの駆動量を設定する。その後、ステップS90へ進み、制御装置104は、AFモータをステップS70で判定したAF方向に、ステップS80で設定した駆動量だけ駆動させて焦点調節を行って、ステップS21へ戻る。
In step S80, the
以上説明した本実施の形態によれば、以下のような作用効果を得ることができる。
(1)制御装置104は、光軸上にNDフィルタ1021が挿入された場合には、各色成分ごとにエッジを検出し、各色成分ごとのエッジ強度の微分値を算出するようにした。そして、制御装置104は、算出した各色成分ごとのエッジ強度の微分値に基づいて、AFレンズの移動方向(駆動方向)を判定するようにした。これによって、NDフィルタ1021の屈折率によって合焦位置がずれた場合でも、その都度コントラスト方式のAF制御を行うことなくAFレンズの移動方向を判定することができるため、処理速度を向上させることができる。
According to the present embodiment described above, the following operational effects can be obtained.
(1) When the
(2)制御装置104は、AFモータを駆動させてAFレンズを判定したAF方向に駆動させるようにした。これによって、スルー画表示中にNDフィルタ1021が挿入された場合でも自動で焦点調節を行うことができる。
(2) The
(3)制御装置104は、検出した各色成分ごとのエッジ強度が0以上1以下の値をとるように正規化してから微分値を算出するようにした。これによって、画像のコントラスト変化を強調することができる。
(3) The
(4)制御装置104は、図4に示したステップS10でコントラスト方式を用いて焦点調節を行った後に、ステップS21以降の処理を実行するようにした。これによって、一旦、コントラスト方式により焦点調節を行った後は、大きくAFレンズ位置を変化させなくても合焦状態を継続できることを加味して、AF処理を高速化することができる。
(4) The
(5)制御装置104は、各色成分の微分値の比を算出し、算出した比のうちの2つの比が一致する点、または2つの比の差が所定値以内となる点に向けた移動方向をAFレンズの移動方向として判定するようにした。これによって、AFレンズの移動方向を高速かつ高精度に判定することができる。
(5) The
―変形例―
なお、上述した実施の形態のカメラは、以下のように変形することもできる。
(1)上述した実施の形態では、制御装置104は、ステップS40でエッジの傾きが所定レベル以上、例えば0.4以上であるか否かを判断することにより、現在のフレームが合焦状態に近い状態にあるか否かを判定する例について説明した。しかしながら、ステップS40での判断に用いる閾値(例えば0.4)は、ズーム倍率によって変化するため、レンズ102がズーム倍率の変更が可能なズームレンズである場合には、上記閾値をズーム倍率ごとに変更する必要がある。この場合のズーム倍率に応じた閾値は、あらかじめ算出されてSDRAMに記録しておけばよい。
-Modification-
The camera according to the above-described embodiment can be modified as follows.
(1) In the embodiment described above, the
(2)上述した実施の形態では、図9の例において、2つの比の所定の値の付近、例えば1付近で一致する場合、または1付近での2つの比の差が所定値以内となる場合には、合焦状態にあると判断する例について説明した。しかしながら、各色成分のエッジの傾きの比が1となる場合のAFモータのパルス数と、合焦位置におけるAFモータのパルス数とがずれる可能性があるため、判定に用いる閾値を1とせずにオフセットをとるようにしてもよい。 (2) In the above-described embodiment, in the example of FIG. 9, when the two ratios coincide with each other near a predetermined value, for example, near 1, or the difference between the two ratios near 1 is within the predetermined value. In this case, the example in which the in-focus state is determined has been described. However, since the number of AF motor pulses when the ratio of the slopes of the edges of the color components is 1 may be different from the number of AF motor pulses at the in-focus position, the threshold used for determination is not set to 1. An offset may be taken.
(3)上述した実施の形態では、カメラ100の制御装置104が図4に示した処理を実行する例について説明した。しかしながら、焦点調節機能を有する他の機器、例えばビデオカメラや外部カメラが接続されたパソコン等にも本発明は適用可能である。
(3) In the above-described embodiment, the example in which the
なお、本発明の特徴的な機能を損なわない限り、本発明は、上述した実施の形態における構成に何ら限定されない。また、上述の実施の形態と複数の変形例を組み合わせた構成としてもよい。 Note that the present invention is not limited to the configurations in the above-described embodiments as long as the characteristic functions of the present invention are not impaired. Moreover, it is good also as a structure which combined the above-mentioned embodiment and a some modification.
100 カメラ、101 操作部材、102 レンズ、1021 NDフィルタ、103 撮像素子、104 制御装置、105 メモリカードスロット、106 モニタ
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記光学系から入射される被写体像を撮像する撮像素子と、
前記光学系から入射される光量を調節するために、前記光学系と前記撮像素子との間の光軸上に挿入されるフィルタと、
前記光軸上に前記フィルタが挿入されたときに、前記撮像素子によって取得される画像を構成する各色成分ごとにエッジを検出し、検出した前記各色成分ごとのエッジ強度の微分値を算出し、算出した前記各色成分ごとのエッジ強度の微分値に基づいて、焦点調節を行うための前記AFレンズの移動方向を判定する判定手段とを備えることを特徴とする焦点調節装置。 An optical system including an AF lens for performing focus adjustment;
An image sensor for imaging a subject image incident from the optical system;
A filter inserted on the optical axis between the optical system and the image sensor to adjust the amount of light incident from the optical system;
When the filter is inserted on the optical axis, an edge is detected for each color component constituting an image acquired by the image sensor, and a differential value of the detected edge intensity for each color component is calculated, A focus adjustment apparatus comprising: a determination unit that determines a moving direction of the AF lens for performing focus adjustment based on the calculated differential value of the edge intensity for each color component.
前記判定手段によって判定された移動方向に前記AFレンズを駆動する駆動手段をさらに備えることを特徴とする焦点調節装置。 The focus adjustment apparatus according to claim 1,
The focus adjustment apparatus further comprising a drive unit that drives the AF lens in the moving direction determined by the determination unit.
前記判定手段は、前記エッジ検出手段で検出した前記各色成分ごとのエッジ強度を0以上1以下の値をとるように正規化してから微分値を算出することを特徴とする焦点調節装置。 The focusing apparatus according to claim 1 or 2,
The focus adjustment apparatus characterized in that the determination means normalizes the edge intensity for each color component detected by the edge detection means so as to take a value between 0 and 1, and then calculates a differential value.
前記AFレンズを移動させながら画像のコントラストが最も高くなる前記AFレンズ位置を特定することによって焦点調節を行う焦点調節手段をさらに備え、
前記判定手段は、前記焦点調節手段によって焦点調節が行われた後に、前記処理を行うことを特徴とする焦点調節装置。 In the focus adjustment apparatus according to any one of claims 1 to 3,
Focus adjustment means for performing focus adjustment by specifying the AF lens position where the contrast of the image becomes the highest while moving the AF lens,
The focus adjustment device, wherein the determination unit performs the process after the focus adjustment is performed by the focus adjustment unit.
前記判定手段は、各色成分の微分値の比を算出し、算出した比のうちの2つの比が一致する点、または2つの比の差が所定値以内となる点に向けた移動方向を前記AFレンズの移動方向として判定することを特徴とする焦点調節装置。 In the focus adjustment apparatus according to any one of claims 1 to 4,
The determination means calculates a ratio of the differential values of the respective color components, and indicates a moving direction toward a point where two of the calculated ratios match or a point where the difference between the two ratios is within a predetermined value. A focus adjustment apparatus that determines the movement direction of an AF lens.
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