JP3493455B2 - オートフォーカス装置、カメラ及びオートフォーカス方法 - Google Patents
オートフォーカス装置、カメラ及びオートフォーカス方法Info
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- JP3493455B2 JP3493455B2 JP2001171154A JP2001171154A JP3493455B2 JP 3493455 B2 JP3493455 B2 JP 3493455B2 JP 2001171154 A JP2001171154 A JP 2001171154A JP 2001171154 A JP2001171154 A JP 2001171154A JP 3493455 B2 JP3493455 B2 JP 3493455B2
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- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
- H04N23/60—Control of cameras or camera modules
- H04N23/67—Focus control based on electronic image sensor signals
- H04N23/673—Focus control based on electronic image sensor signals based on contrast or high frequency components of image signals, e.g. hill climbing method
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- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Automatic Focus Adjustment (AREA)
- Focusing (AREA)
- Studio Devices (AREA)
- Cameras In General (AREA)
- Television Signal Processing For Recording (AREA)
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、複数の画素で構
成される画像信号を入力して、撮影レンズのフォーカス
制御を行うオートフォーカス技術に関する。
成される画像信号を入力して、撮影レンズのフォーカス
制御を行うオートフォーカス技術に関する。
【0002】
【従来の技術】デジタルカメラ等のオートフォーカス技
術の一つとして、撮影レンズを介して得られる画像信号
に基づいて合焦状態を判別し、オートフォーカス制御を
行うコントラスト方式(又は、山登り方式とも呼ばれ
る。)が知られている。
術の一つとして、撮影レンズを介して得られる画像信号
に基づいて合焦状態を判別し、オートフォーカス制御を
行うコントラスト方式(又は、山登り方式とも呼ばれ
る。)が知られている。
【0003】従来のコントラスト方式によるオートフォ
ーカス制御では、撮影レンズを所定方向に段階的に移動
させ、各レンズ位置にて画像信号が取得されて、合焦状
態を評価するための評価値(例えばコントラスト等)が
求められる。そして、その評価値が最大となるレンズ位
置を合焦位置として特定し、自動的に撮影レンズを合焦
状態に導くように制御される。
ーカス制御では、撮影レンズを所定方向に段階的に移動
させ、各レンズ位置にて画像信号が取得されて、合焦状
態を評価するための評価値(例えばコントラスト等)が
求められる。そして、その評価値が最大となるレンズ位
置を合焦位置として特定し、自動的に撮影レンズを合焦
状態に導くように制御される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、コント
ラスト方式のオートフォーカス制御において、撮影レン
ズを段階的に移動させた場合、撮影レンズによる撮影倍
率が変化する場合がある。この場合には、合焦状態を判
別する画像領域に含まれる被写体の位置又は範囲が変化
する。また、撮影レンズを段階的に移動させる際に手ぶ
れが生じて、上記被写体の位置又は範囲が変化すること
も考えられる。このような場合、撮影レンズを段階的に
移動させると、あるレンズ位置において評価値が急激に
変化することになる。そのため、評価値が急激に変化し
たレンズ位置を誤って合焦位置として特定してしまう等
の現象が発生し、評価値が最大となるレンズ位置を正確
に特定することができないという問題が生じる。
ラスト方式のオートフォーカス制御において、撮影レン
ズを段階的に移動させた場合、撮影レンズによる撮影倍
率が変化する場合がある。この場合には、合焦状態を判
別する画像領域に含まれる被写体の位置又は範囲が変化
する。また、撮影レンズを段階的に移動させる際に手ぶ
れが生じて、上記被写体の位置又は範囲が変化すること
も考えられる。このような場合、撮影レンズを段階的に
移動させると、あるレンズ位置において評価値が急激に
変化することになる。そのため、評価値が急激に変化し
たレンズ位置を誤って合焦位置として特定してしまう等
の現象が発生し、評価値が最大となるレンズ位置を正確
に特定することができないという問題が生じる。
【0005】そこで、この発明は、上記課題に鑑みてな
されたものであって、オートフォーカス制御の動作中
に、撮影倍率が変化したり、手ぶれが生じる場合等であ
っても、常に適切な合焦位置を特定して合焦状態を実現
することの可能な、オートフォーカス装置、カメラ及び
オートフォーカス方法を提供することを目的とする。
されたものであって、オートフォーカス制御の動作中
に、撮影倍率が変化したり、手ぶれが生じる場合等であ
っても、常に適切な合焦位置を特定して合焦状態を実現
することの可能な、オートフォーカス装置、カメラ及び
オートフォーカス方法を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1に記載の発明は、複数の画素で構成される
画像信号を入力して、撮影レンズのフォーカス制御を行
うオートフォーカス装置であって、前記画像信号の全部
又は一部の評価対象領域に含まれ、所定の位置関係にあ
る二画素間での画素データの差分絶対値を求め、前記評
価対象領域について求められる前記差分絶対値の総和を
算出する差分絶対値算出手段と、前記評価対象領域にお
ける前記二画素間での画素データの差分二乗値を求め、
前記評価対象領域について求められる前記差分二乗値の
総和を算出する差分二乗値算出手段と、前記差分絶対値
の総和と前記差分二乗値の総和とに基づいて評価値を求
める評価値算出手段と、前記評価値に基づいて前記撮影
レンズの合焦位置を求め、前記合焦位置に前記撮影レン
ズを駆動する制御手段と、を備えている。
に、請求項1に記載の発明は、複数の画素で構成される
画像信号を入力して、撮影レンズのフォーカス制御を行
うオートフォーカス装置であって、前記画像信号の全部
又は一部の評価対象領域に含まれ、所定の位置関係にあ
る二画素間での画素データの差分絶対値を求め、前記評
価対象領域について求められる前記差分絶対値の総和を
算出する差分絶対値算出手段と、前記評価対象領域にお
ける前記二画素間での画素データの差分二乗値を求め、
前記評価対象領域について求められる前記差分二乗値の
総和を算出する差分二乗値算出手段と、前記差分絶対値
の総和と前記差分二乗値の総和とに基づいて評価値を求
める評価値算出手段と、前記評価値に基づいて前記撮影
レンズの合焦位置を求め、前記合焦位置に前記撮影レン
ズを駆動する制御手段と、を備えている。
【0007】請求項2に記載の発明は、請求項1に記載
のオートフォーカス装置において、前記評価値算出手段
が、前記差分二乗値の総和を、前記差分絶対値の総和で
除算することにより、前記評価値を求めることを特徴と
している。
のオートフォーカス装置において、前記評価値算出手段
が、前記差分二乗値の総和を、前記差分絶対値の総和で
除算することにより、前記評価値を求めることを特徴と
している。
【0008】請求項3に記載の発明は、請求項1又は2
に記載のオートフォーカス装置において、前記画像信号
に対して前記評価対象領域が複数設定され、前記評価値
が前記複数の評価対象領域のそれぞれについて求められ
るとともに、前記制御手段が、前記複数の評価対象領域
のそれぞれについて求められる複数の評価値のうちから
一の評価値を特定して前記合焦位置を求めることを特徴
としている。
に記載のオートフォーカス装置において、前記画像信号
に対して前記評価対象領域が複数設定され、前記評価値
が前記複数の評価対象領域のそれぞれについて求められ
るとともに、前記制御手段が、前記複数の評価対象領域
のそれぞれについて求められる複数の評価値のうちから
一の評価値を特定して前記合焦位置を求めることを特徴
としている。
【0009】請求項4に記載の発明は、請求項1乃至3
のいずれかに記載のオートフォーカス装置において、前
記画素データが前記画像信号から求められる画素毎の輝
度値であることを特徴としている。
のいずれかに記載のオートフォーカス装置において、前
記画素データが前記画像信号から求められる画素毎の輝
度値であることを特徴としている。
【0010】請求項5に記載の発明は、撮影レンズを介
して画像を撮影するカメラであって、前記撮影レンズを
介して得られる画像から画像信号を生成する画像信号生
成手段と、前記画像信号の全部又は一部の評価対象領域
に含まれ、所定の位置関係にある二画素間での画素デー
タの差分絶対値を求め、前記評価対象領域について求め
られる前記差分絶対値の総和を算出する差分絶対値算出
手段と、前記評価対象領域における前記二画素間での画
素データの差分二乗値を求め、前記評価対象領域につい
て求められる前記差分二乗値の総和を算出する差分二乗
値算出手段と、前記差分絶対値の総和と前記差分二乗値
の総和とに基づいて評価値を求める評価値算出手段と、
前記評価値に基づいて前記撮影レンズの合焦位置を求
め、前記合焦位置に前記撮影レンズを駆動する制御手段
と、を備えている。
して画像を撮影するカメラであって、前記撮影レンズを
介して得られる画像から画像信号を生成する画像信号生
成手段と、前記画像信号の全部又は一部の評価対象領域
に含まれ、所定の位置関係にある二画素間での画素デー
タの差分絶対値を求め、前記評価対象領域について求め
られる前記差分絶対値の総和を算出する差分絶対値算出
手段と、前記評価対象領域における前記二画素間での画
素データの差分二乗値を求め、前記評価対象領域につい
て求められる前記差分二乗値の総和を算出する差分二乗
値算出手段と、前記差分絶対値の総和と前記差分二乗値
の総和とに基づいて評価値を求める評価値算出手段と、
前記評価値に基づいて前記撮影レンズの合焦位置を求
め、前記合焦位置に前記撮影レンズを駆動する制御手段
と、を備えている。
【0011】請求項6に記載の発明は、複数の画素で構
成される画像信号を入力して、撮影レンズのフォーカス
制御を行うオートフォーカス方法であって、(a)前記
画像信号の全部又は一部の評価対象領域に含まれ、所定
の位置関係にある二画素間での画素データの差分絶対値
を求め、前記評価対象領域について求められる前記差分
絶対値の総和を算出する工程と、(b)前記評価対象領
域における前記二画素間での画素データの差分二乗値を
求め、前記評価対象領域について求められる前記差分二
乗値の総和を算出する工程と、(c)前記差分絶対値の
総和と、前記差分二乗値の総和とに基づいて評価値を求
める工程と、(d)前記撮影レンズを駆動しつつ前記工
程(a)〜(c)を繰り返すことにより、各レンズ位置
における前記評価値を求める工程と、(e)前記各レン
ズ位置における前記評価値に基づいて前記撮影レンズの
合焦位置を求め、前記合焦位置に前記撮影レンズを駆動
する工程と、を備えている。
成される画像信号を入力して、撮影レンズのフォーカス
制御を行うオートフォーカス方法であって、(a)前記
画像信号の全部又は一部の評価対象領域に含まれ、所定
の位置関係にある二画素間での画素データの差分絶対値
を求め、前記評価対象領域について求められる前記差分
絶対値の総和を算出する工程と、(b)前記評価対象領
域における前記二画素間での画素データの差分二乗値を
求め、前記評価対象領域について求められる前記差分二
乗値の総和を算出する工程と、(c)前記差分絶対値の
総和と、前記差分二乗値の総和とに基づいて評価値を求
める工程と、(d)前記撮影レンズを駆動しつつ前記工
程(a)〜(c)を繰り返すことにより、各レンズ位置
における前記評価値を求める工程と、(e)前記各レン
ズ位置における前記評価値に基づいて前記撮影レンズの
合焦位置を求め、前記合焦位置に前記撮影レンズを駆動
する工程と、を備えている。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて図面を参照しつつ詳細に説明する。
いて図面を参照しつつ詳細に説明する。
【0013】<1.デジタルカメラの構成>図1はこの
発明の一実施形態であるデジタルカメラ1を示す斜視図
である。図1に示すように、デジタルカメラ1の前面側
には、撮影レンズ11とファインダ窓2とが設けられて
いる。撮影レンズ11の内側には撮影レンズ11を介し
て入射する被写体像を光電変換して画像信号(画素ごと
の画素データの配列からなる信号)を生成するための画
像信号生成手段としてCCD撮像素子30が設けられて
いる。
発明の一実施形態であるデジタルカメラ1を示す斜視図
である。図1に示すように、デジタルカメラ1の前面側
には、撮影レンズ11とファインダ窓2とが設けられて
いる。撮影レンズ11の内側には撮影レンズ11を介し
て入射する被写体像を光電変換して画像信号(画素ごと
の画素データの配列からなる信号)を生成するための画
像信号生成手段としてCCD撮像素子30が設けられて
いる。
【0014】撮影レンズ11には光軸方向に沿って移動
可能なレンズ系が含まれており、後述するCPUによっ
て該レンズ系を駆動することにより、CCD撮像素子3
0に結像される被写体像の合焦状態を実現することがで
きるように構成されている。
可能なレンズ系が含まれており、後述するCPUによっ
て該レンズ系を駆動することにより、CCD撮像素子3
0に結像される被写体像の合焦状態を実現することがで
きるように構成されている。
【0015】また、デジタルカメラ1の上面側には、レ
リーズボタン8と、カメラ状態表示器13と、撮影モー
ド設定キー14とが配置されている。レリーズボタン8
は被写体の撮影を行うときにユーザが押し込み操作する
ボタンである。カメラ状態表示器13は例えばセグメン
ト表示タイプの液晶表示器によって構成され、デジタル
カメラ1における現在の設定内容等をユーザに示すため
に設けられている。また、撮影モード設定キー14は、
デジタルカメラ1による撮影動作時の絞り優先撮影、シ
ャッタスピード優先撮影、深度優先撮影等といった露光
条件の設定、ホワイトバランスモードの設定内容の切り
替え設定、及び被写体に応じた撮影モードの選択設定等
を行うためのスイッチである。
リーズボタン8と、カメラ状態表示器13と、撮影モー
ド設定キー14とが配置されている。レリーズボタン8
は被写体の撮影を行うときにユーザが押し込み操作する
ボタンである。カメラ状態表示器13は例えばセグメン
ト表示タイプの液晶表示器によって構成され、デジタル
カメラ1における現在の設定内容等をユーザに示すため
に設けられている。また、撮影モード設定キー14は、
デジタルカメラ1による撮影動作時の絞り優先撮影、シ
ャッタスピード優先撮影、深度優先撮影等といった露光
条件の設定、ホワイトバランスモードの設定内容の切り
替え設定、及び被写体に応じた撮影モードの選択設定等
を行うためのスイッチである。
【0016】また、デジタルカメラ1の側面部には画像
データを記録するための記録メディア9を装着する装着
部15が形成されており、交換可能な記録メディア9を
装着することができる。
データを記録するための記録メディア9を装着する装着
部15が形成されており、交換可能な記録メディア9を
装着することができる。
【0017】図2はデジタルカメラ1の内部構成を示す
ブロック図である。撮影レンズ11を介してCCD撮像
素子30に結像される被写体像は、CCD撮像素子30
において電気的な画像信号に変換され、A/D変換器3
1、WB(ホワイトバランス)補正部32、画像処理部
33、及び圧縮部34を介して記録メディア9に記録さ
れるように構成される。
ブロック図である。撮影レンズ11を介してCCD撮像
素子30に結像される被写体像は、CCD撮像素子30
において電気的な画像信号に変換され、A/D変換器3
1、WB(ホワイトバランス)補正部32、画像処理部
33、及び圧縮部34を介して記録メディア9に記録さ
れるように構成される。
【0018】A/D変換器31はCCD撮像素子30か
ら出力される画像信号を例えば1画素あたり8ビットの
デジタル信号に変換する。WB補正部32は予め設定さ
れたホワイトバランスモードの設定値に基づいて、被写
体を撮影して得られる画像のホワイトバランスを調整す
るものである。また、画像処理部33はγ補正や色補正
等の各種画像処理を行うものであり、圧縮部34は画像
処理部33から入力する画像信号を所定の圧縮方法で画
像圧縮するように構成される。
ら出力される画像信号を例えば1画素あたり8ビットの
デジタル信号に変換する。WB補正部32は予め設定さ
れたホワイトバランスモードの設定値に基づいて、被写
体を撮影して得られる画像のホワイトバランスを調整す
るものである。また、画像処理部33はγ補正や色補正
等の各種画像処理を行うものであり、圧縮部34は画像
処理部33から入力する画像信号を所定の圧縮方法で画
像圧縮するように構成される。
【0019】また、WB補正部32から出力される画像
信号は、評価値演算部40に与えられるように構成され
る。
信号は、評価値演算部40に与えられるように構成され
る。
【0020】評価値演算部40は、WB補正部32から
入力する画像信号に基づいてオートフォーカス用の評価
値を求める。評価値演算部40によって求められた評価
値はCPU20へと与えられる。
入力する画像信号に基づいてオートフォーカス用の評価
値を求める。評価値演算部40によって求められた評価
値はCPU20へと与えられる。
【0021】CPU20は、評価値演算部40から得ら
れる評価値に基づいて撮影レンズ11の合焦位置を特定
し、レンズ駆動部18を駆動制御してCCD撮像素子3
0に結像される画像の合焦状態を実現する制御手段とし
て機能する。CPU20がオートフォーカス制御を行う
際には、レンズ駆動部18に対して撮影レンズ11を光
軸方向に沿って微小間隔ごとに段階的に移動させるため
の制御信号を与える。
れる評価値に基づいて撮影レンズ11の合焦位置を特定
し、レンズ駆動部18を駆動制御してCCD撮像素子3
0に結像される画像の合焦状態を実現する制御手段とし
て機能する。CPU20がオートフォーカス制御を行う
際には、レンズ駆動部18に対して撮影レンズ11を光
軸方向に沿って微小間隔ごとに段階的に移動させるため
の制御信号を与える。
【0022】そして各レンズ位置においてCCD撮像素
子30に撮影動作を行わせ、A/D変換器31、WB補
正部32を介して、各レンズ位置における画像信号を評
価値演算部40に入力させる。
子30に撮影動作を行わせ、A/D変換器31、WB補
正部32を介して、各レンズ位置における画像信号を評
価値演算部40に入力させる。
【0023】評価値演算部40は画像信号を入力する度
に評価値を求め、CPU20に対して出力するように構
成される。
に評価値を求め、CPU20に対して出力するように構
成される。
【0024】CPU20は、各レンズ位置における評価
値を入力すると、それら各評価値に基づいて合焦状態の
レンズ位置(合焦位置)を特定し、そのレンズ位置に撮
影レンズ11を移動させて合焦状態を実現するように構
成される。
値を入力すると、それら各評価値に基づいて合焦状態の
レンズ位置(合焦位置)を特定し、そのレンズ位置に撮
影レンズ11を移動させて合焦状態を実現するように構
成される。
【0025】また、CPU20は、撮影モード設定キー
14から入力される設定内容に応じてカメラ状態表示部
13の表示内容を変更するとともに、その設定内容に応
じて上記各部の制御条件を変更する。そしてレリーズボ
タン8が押し込み操作されると、CPU20は、それに
応じて上記各部を制御して画像記録用の撮影動作を行
い、記録メディア9に画像を記録させる。
14から入力される設定内容に応じてカメラ状態表示部
13の表示内容を変更するとともに、その設定内容に応
じて上記各部の制御条件を変更する。そしてレリーズボ
タン8が押し込み操作されると、CPU20は、それに
応じて上記各部を制御して画像記録用の撮影動作を行
い、記録メディア9に画像を記録させる。
【0026】さらに、CPU20は、CCD撮像素子3
0によって逐次撮影動作が行われて得られる画像を液晶
表示部15に対して表示する。液晶表示部15はデジタ
ルカメラ1の背面側に設けられ、上記のように逐次撮影
した画像がCPU20によって画像表示されることで、
いわゆるライブビュー画像としての画像表示が可能にな
る。
0によって逐次撮影動作が行われて得られる画像を液晶
表示部15に対して表示する。液晶表示部15はデジタ
ルカメラ1の背面側に設けられ、上記のように逐次撮影
した画像がCPU20によって画像表示されることで、
いわゆるライブビュー画像としての画像表示が可能にな
る。
【0027】上記のような構成のデジタルカメラ1にお
いてオートフォーカス制御は、例えば、デジタルカメラ
1の電源がオン状態とされているとき、ライブビュー画
像の表示が行われるとき、又はレリーズボタン8が半押
し状態とされたとき等に行われる。
いてオートフォーカス制御は、例えば、デジタルカメラ
1の電源がオン状態とされているとき、ライブビュー画
像の表示が行われるとき、又はレリーズボタン8が半押
し状態とされたとき等に行われる。
【0028】<2.オートフォーカスの原理>次に、オ
ートフォーカス制御の原理について説明する。図3はC
CD撮像素子30から得られる画像信号に基づく画像G
1を示す図である。図3に示すように画像信号に基づく
画像G1には、評価対象領域R1,R2,R3が設定さ
れる。評価対象領域R1,R2,R3はオートフォーカ
ス用の評価値を求めるための演算対象となる領域であ
り、この実施の形態では、画像G1の中心部分に相当す
る一部の領域に対して複数の評価対象領域R1,R2,
R3が設定される。例えば、画像G1の大きさが水平方
向2000画素、垂直方向1500画素とする場合、各
評価対象領域R1,R2,R3は水平方向250画素、
垂直方向100画素として設定される。このように画像
G1に対して複数の評価対象領域R1,R2,R3を設
定することにより、広い範囲で合焦状態を判別すること
ができ、より正確なオートフォーカス制御を行うことが
可能になる。
ートフォーカス制御の原理について説明する。図3はC
CD撮像素子30から得られる画像信号に基づく画像G
1を示す図である。図3に示すように画像信号に基づく
画像G1には、評価対象領域R1,R2,R3が設定さ
れる。評価対象領域R1,R2,R3はオートフォーカ
ス用の評価値を求めるための演算対象となる領域であ
り、この実施の形態では、画像G1の中心部分に相当す
る一部の領域に対して複数の評価対象領域R1,R2,
R3が設定される。例えば、画像G1の大きさが水平方
向2000画素、垂直方向1500画素とする場合、各
評価対象領域R1,R2,R3は水平方向250画素、
垂直方向100画素として設定される。このように画像
G1に対して複数の評価対象領域R1,R2,R3を設
定することにより、広い範囲で合焦状態を判別すること
ができ、より正確なオートフォーカス制御を行うことが
可能になる。
【0029】そして、評価値演算部40は、画像信号を
入力すると、評価対象領域R1,R2,R3ごとに評価
値を求める。評価値には、例えば合焦状態で最大値を示
す特性を有するものを利用することが好ましい。
入力すると、評価対象領域R1,R2,R3ごとに評価
値を求める。評価値には、例えば合焦状態で最大値を示
す特性を有するものを利用することが好ましい。
【0030】ここで、この実施の形態における特徴的な
評価値演算方法を説明する前にまず、一般的な評価値演
算方法について説明する。
評価値演算方法を説明する前にまず、一般的な評価値演
算方法について説明する。
【0031】一般的な評価値演算式としては、例えば
【0032】
【数1】
【0033】が用いられ、各評価対象領域R1,R2,
R3ごとに評価値AF1が求められる。数1の式におい
てnは垂直方向の画素位置を走査するためのパラメータ
であり、mは水平方向の画素位置を走査するためのパラ
メータである。また、Yは各画素の輝度値である。した
がって、数1の式に基づく演算により、評価値AF1
は、各評価対象領域R1,R2,R3において、水平ラ
イン10ライン毎に、着目画素(Y10・n,m)と、水平方
向に4画素先の画素(Y10・n,m+4)との輝度値の差分二
乗値を求め、その差分二乗値を各評価対象領域R1,R
2,R3において総和した値となる。
R3ごとに評価値AF1が求められる。数1の式におい
てnは垂直方向の画素位置を走査するためのパラメータ
であり、mは水平方向の画素位置を走査するためのパラ
メータである。また、Yは各画素の輝度値である。した
がって、数1の式に基づく演算により、評価値AF1
は、各評価対象領域R1,R2,R3において、水平ラ
イン10ライン毎に、着目画素(Y10・n,m)と、水平方
向に4画素先の画素(Y10・n,m+4)との輝度値の差分二
乗値を求め、その差分二乗値を各評価対象領域R1,R
2,R3において総和した値となる。
【0034】図4は撮影レンズ11を駆動した場合の評
価値AF1の変化を示す図である。撮影レンズ11を一
定間隔で段階的に駆動しつつ、各レンズ位置S1,S
2,…において評価値AF1を求めていくと、あるレン
ズ位置までは評価値AF1が次第に上昇していき、その
後、評価値AF1は次第に低下していく。この評価値A
F1のピーク位置(最大点)が撮影レンズ11による合
焦位置Pである。図4の例では、レンズ位置S4とS5
との間に合焦位置Pがある。
価値AF1の変化を示す図である。撮影レンズ11を一
定間隔で段階的に駆動しつつ、各レンズ位置S1,S
2,…において評価値AF1を求めていくと、あるレン
ズ位置までは評価値AF1が次第に上昇していき、その
後、評価値AF1は次第に低下していく。この評価値A
F1のピーク位置(最大点)が撮影レンズ11による合
焦位置Pである。図4の例では、レンズ位置S4とS5
との間に合焦位置Pがある。
【0035】したがって、各レンズ位置における評価値
AF1を入力するCPU20は、各レンズ位置における
評価値AF1に対して所定の補間処理を行って合焦位置
Pを求める。補間処理の一例としては、ピークを超える
前のレンズ位置S3,S4と、ピークを超えた後のレン
ズ位置S5,S6とを特定し、レンズ位置S3,S4に
おける評価値AF1を通る直線L1とレンズ位置S5,
S6における評価値AF1を通る直線L2とを設定す
る。そして、それら直線L1,L2の交点を評価値AF
1のピーク点として特定し、それに対応するレンズ位置
を合焦位置Pとして特定する。
AF1を入力するCPU20は、各レンズ位置における
評価値AF1に対して所定の補間処理を行って合焦位置
Pを求める。補間処理の一例としては、ピークを超える
前のレンズ位置S3,S4と、ピークを超えた後のレン
ズ位置S5,S6とを特定し、レンズ位置S3,S4に
おける評価値AF1を通る直線L1とレンズ位置S5,
S6における評価値AF1を通る直線L2とを設定す
る。そして、それら直線L1,L2の交点を評価値AF
1のピーク点として特定し、それに対応するレンズ位置
を合焦位置Pとして特定する。
【0036】このような処理を各評価対象領域R1,R
2,R3について行うと、各評価対象領域R1,R2,
R3について異なる合焦位置が特定される可能性があ
る。そこでCPU20は最終的に1つの合焦位置を特定
する。例えば、CPU20は各評価対象領域R1,R
2,R3についての合焦位置のうち、被写体がデジタル
カメラ1に最も近いと判断される合焦位置(すなわち、
最も近側の位置)を選択し、それを最終的な合焦位置と
して特定する。
2,R3について行うと、各評価対象領域R1,R2,
R3について異なる合焦位置が特定される可能性があ
る。そこでCPU20は最終的に1つの合焦位置を特定
する。例えば、CPU20は各評価対象領域R1,R
2,R3についての合焦位置のうち、被写体がデジタル
カメラ1に最も近いと判断される合焦位置(すなわち、
最も近側の位置)を選択し、それを最終的な合焦位置と
して特定する。
【0037】そして最終的に特定された合焦位置に対し
て撮影レンズ11を移動させることにより合焦状態が実
現される。
て撮影レンズ11を移動させることにより合焦状態が実
現される。
【0038】ところが、上記のような一般的な評価値演
算方法で得られる評価値AF1を評価してオートフォー
カス制御を行ったとしても、正確なオートフォーカス制
御を行うことができない。図5及び図6は評価対象領域
R1に被写体像5が異なった状態で写り込んだ状態を示
す図である。図5において被写体像5は水平方向幅の一
部が評価対象領域R1に写り込んでいるのに対し、図6
において被写体像5は水平方向幅の全部が評価対象領域
R1に写り込んでいる。このため、図5の状態において
評価対象領域R1には被写体像5のエッジが1個含まれ
ているのに対し、図6の状態において評価対象領域R1
には被写体像5のエッジが2個含まれる。
算方法で得られる評価値AF1を評価してオートフォー
カス制御を行ったとしても、正確なオートフォーカス制
御を行うことができない。図5及び図6は評価対象領域
R1に被写体像5が異なった状態で写り込んだ状態を示
す図である。図5において被写体像5は水平方向幅の一
部が評価対象領域R1に写り込んでいるのに対し、図6
において被写体像5は水平方向幅の全部が評価対象領域
R1に写り込んでいる。このため、図5の状態において
評価対象領域R1には被写体像5のエッジが1個含まれ
ているのに対し、図6の状態において評価対象領域R1
には被写体像5のエッジが2個含まれる。
【0039】ここで、撮影レンズ11を駆動させた際
に、図5及び図6のそれぞれに示す被写体像5の状態
(位置又は範囲)が変化しないものと仮定して、各レン
ズ位置における評価値を上記数1の式に基づいて求める
と、その評価値AF1の変化は図7に示すようなものと
なる。
に、図5及び図6のそれぞれに示す被写体像5の状態
(位置又は範囲)が変化しないものと仮定して、各レン
ズ位置における評価値を上記数1の式に基づいて求める
と、その評価値AF1の変化は図7に示すようなものと
なる。
【0040】図7において評価値特性T1は図5に示す
状態での評価値特性であり、また評価値特性T2は図6
に示す状態での評価値特性である。図7に示すように、
撮影レンズ11を駆動させた際に、図5及び図6に示す
それぞれの状態が変化しないものと仮定すると、被写体
像5のエッジの数が多い程、評価値は相対的に大きな値
になるという性質を示し、いずれの場合であっても評価
値特性T1,T2のピーク点である合焦位置Pを適切に
特定することが可能である。
状態での評価値特性であり、また評価値特性T2は図6
に示す状態での評価値特性である。図7に示すように、
撮影レンズ11を駆動させた際に、図5及び図6に示す
それぞれの状態が変化しないものと仮定すると、被写体
像5のエッジの数が多い程、評価値は相対的に大きな値
になるという性質を示し、いずれの場合であっても評価
値特性T1,T2のピーク点である合焦位置Pを適切に
特定することが可能である。
【0041】しかし実際は、撮影レンズ11を段階的に
移動させていくと、それに伴って撮影倍率が変化し、被
写体を撮影する際の視野範囲が異なってくる場合もあ
る。また、撮影レンズ11を段階的に移動させる際に、
手ぶれが生じて被写体を撮影する際の視野範囲が異なっ
てくる場合もある。そのような場合、例えば撮影レンズ
11の駆動初期段階では、図6に示すように評価対象領
域R1に被写体像5の水平方向幅の全部が写り込んでい
たとしても、撮影レンズ11の駆動中途段階(例えば図
7におけるレンズ位置Qの位置)において図5に示すよ
うな評価対象領域R1に被写体像5の水平方向幅の一部
が写り込む状態に変化することも考えられる。このた
め、撮影レンズ11の駆動初期段階では、図7に示す評
価値特性T2を示していた評価値が、レンズ位置Qを境
界にして評価値特性T1へと移行する。
移動させていくと、それに伴って撮影倍率が変化し、被
写体を撮影する際の視野範囲が異なってくる場合もあ
る。また、撮影レンズ11を段階的に移動させる際に、
手ぶれが生じて被写体を撮影する際の視野範囲が異なっ
てくる場合もある。そのような場合、例えば撮影レンズ
11の駆動初期段階では、図6に示すように評価対象領
域R1に被写体像5の水平方向幅の全部が写り込んでい
たとしても、撮影レンズ11の駆動中途段階(例えば図
7におけるレンズ位置Qの位置)において図5に示すよ
うな評価対象領域R1に被写体像5の水平方向幅の一部
が写り込む状態に変化することも考えられる。このた
め、撮影レンズ11の駆動初期段階では、図7に示す評
価値特性T2を示していた評価値が、レンズ位置Qを境
界にして評価値特性T1へと移行する。
【0042】図8は評価対象領域R1への被写体像の写
り込みの変化によって生じる評価値特性T3を示す図で
ある。オートフォーカス制御のためのレンズ駆動の中途
段階で被写体を撮影する際の視野範囲が異なってくる
と、図8に示すように、評価値特性T3がレンズ位置Q
で最大値を示すようになり、正確な合焦位置Pを特定す
ることができなくなる。
り込みの変化によって生じる評価値特性T3を示す図で
ある。オートフォーカス制御のためのレンズ駆動の中途
段階で被写体を撮影する際の視野範囲が異なってくる
と、図8に示すように、評価値特性T3がレンズ位置Q
で最大値を示すようになり、正確な合焦位置Pを特定す
ることができなくなる。
【0043】そこで、この実施の形態では、上記のよう
な撮影倍率の変化や手ぶれ等が生じ、被写体を撮影する
際の視野範囲が異なってくる場合であっても、常に適切
に合焦位置Pを特定可能とするために、上記数1の式で
得られた評価値AF1をコントラストで正規化するよう
に構成される。
な撮影倍率の変化や手ぶれ等が生じ、被写体を撮影する
際の視野範囲が異なってくる場合であっても、常に適切
に合焦位置Pを特定可能とするために、上記数1の式で
得られた評価値AF1をコントラストで正規化するよう
に構成される。
【0044】コントラストCは一般に、
【0045】
【数2】
【0046】の式で求めることができる。数2の式にお
いてもnは垂直方向の画素位置を走査するためのパラメ
ータであり、mは水平方向の画素位置を走査するための
パラメータである。また、Yは各画素の輝度値である。
したがって、数2の式に基づく演算により、コントラス
トCは、各評価対象領域R1,R2,R3において、水
平ライン10ライン毎に、着目画素(Y10・n,m)と、水
平方向に4画素先の画素(Y10・n,m+4)との輝度値の差
分絶対値を求め、その差分絶対値を総和した値となる。
いてもnは垂直方向の画素位置を走査するためのパラメ
ータであり、mは水平方向の画素位置を走査するための
パラメータである。また、Yは各画素の輝度値である。
したがって、数2の式に基づく演算により、コントラス
トCは、各評価対象領域R1,R2,R3において、水
平ライン10ライン毎に、着目画素(Y10・n,m)と、水
平方向に4画素先の画素(Y10・n,m+4)との輝度値の差
分絶対値を求め、その差分絶対値を総和した値となる。
【0047】数2の式に基づいてコントラストCを求め
ると、例えば評価対象領域R1,R2,R3に含まれる
被写体像5のエッジの数が増加すれば、コントラストC
は大きくなる。これに対し、エッジの数が同数であれ
ば、合焦状態と非合焦状態とではコントラストCはほぼ
一定の値を示すことになる。
ると、例えば評価対象領域R1,R2,R3に含まれる
被写体像5のエッジの数が増加すれば、コントラストC
は大きくなる。これに対し、エッジの数が同数であれ
ば、合焦状態と非合焦状態とではコントラストCはほぼ
一定の値を示すことになる。
【0048】図9は合焦状態での水平方向画素とその輝
度分布を示す図であり、図10は非合焦状態での水平方
向画素とその輝度分布を示す図である。
度分布を示す図であり、図10は非合焦状態での水平方
向画素とその輝度分布を示す図である。
【0049】画像が合焦状態であれば図9に示すように
被写体像のエッジ部分が急峻な立ち上がりを示す輝度分
布となる一方、画像が非合焦状態であれば図10に示す
ように被写体像のエッジ部分が緩やかな立ち上がりを示
す輝度分布となる。
被写体像のエッジ部分が急峻な立ち上がりを示す輝度分
布となる一方、画像が非合焦状態であれば図10に示す
ように被写体像のエッジ部分が緩やかな立ち上がりを示
す輝度分布となる。
【0050】数2の式に基づく演算では、水平方向の近
傍画素どうしでの輝度差を累積するものであるため、図
9の輝度分布では最終的にコントラストC=K1とな
る。また図10の輝度分布では近傍画素どうしでの輝度
差ΔKが累積されて最終的にコントラストC=K2とな
る。これらの値K1,K2は単に輝度分布のうちの最小
輝度と最大輝度との差を示すため、K1=K2という関
係が成り立つ。つまり、数2の式に基づく演算により求
められるコントラストCは、合焦状態と非合焦状態とに
かかわらず、ほぼ一定値を示すことになる。
傍画素どうしでの輝度差を累積するものであるため、図
9の輝度分布では最終的にコントラストC=K1とな
る。また図10の輝度分布では近傍画素どうしでの輝度
差ΔKが累積されて最終的にコントラストC=K2とな
る。これらの値K1,K2は単に輝度分布のうちの最小
輝度と最大輝度との差を示すため、K1=K2という関
係が成り立つ。つまり、数2の式に基づく演算により求
められるコントラストCは、合焦状態と非合焦状態とに
かかわらず、ほぼ一定値を示すことになる。
【0051】このため、数2の式に基づいて、図5及び
図6の状態にあるときに、撮影レンズ11を駆動させつ
つCCD撮像素子30から得られる画像信号よりコント
ラストCを求めると、図11に示すようなコントラスト
特性が得られる。図11においてコントラスト特性C1
は、図5のように被写体像5の水平方向幅の一部が評価
対象領域R1に含まれているときの評価対象領域R1に
ついてのコントラスト特性である。また、コントラスト
特性C2は、図6のように被写体像5の水平方向幅の全
部が評価対象領域R1に含まれているときの評価対象領
域R1についてのコントラスト特性である。コントラス
ト特性C1,C2はそれぞれレンズ位置にかかわらず、
上述したようにほぼ一定値を示す。また、図5の状態に
おいて評価対象領域R1に含まれる被写体像5のエッジ
の数は、図6の状態よりも少ないため、コントラスト特
性C1はコントラスト特性C2に比べて小さくなる。
図6の状態にあるときに、撮影レンズ11を駆動させつ
つCCD撮像素子30から得られる画像信号よりコント
ラストCを求めると、図11に示すようなコントラスト
特性が得られる。図11においてコントラスト特性C1
は、図5のように被写体像5の水平方向幅の一部が評価
対象領域R1に含まれているときの評価対象領域R1に
ついてのコントラスト特性である。また、コントラスト
特性C2は、図6のように被写体像5の水平方向幅の全
部が評価対象領域R1に含まれているときの評価対象領
域R1についてのコントラスト特性である。コントラス
ト特性C1,C2はそれぞれレンズ位置にかかわらず、
上述したようにほぼ一定値を示す。また、図5の状態に
おいて評価対象領域R1に含まれる被写体像5のエッジ
の数は、図6の状態よりも少ないため、コントラスト特
性C1はコントラスト特性C2に比べて小さくなる。
【0052】また、撮影レンズ11を段階的に移動させ
た際に、被写体を撮影する際の視野範囲が異なる場合に
は、撮影レンズ11の駆動初期段階では図11に示すコ
ントラスト特性C2を示しており、レンズ位置Qを境界
にしてコントラスト特性C1へと移行する。
た際に、被写体を撮影する際の視野範囲が異なる場合に
は、撮影レンズ11の駆動初期段階では図11に示すコ
ントラスト特性C2を示しており、レンズ位置Qを境界
にしてコントラスト特性C1へと移行する。
【0053】図12は評価対象領域R1への被写体像の
写り込みの変化によって生じるコントラスト特性C3を
示す図である。オートフォーカス制御のためのレンズ駆
動の中途段階で被写体を撮影する際の視野範囲がレンズ
位置Qで大きく変化すると、図12に示すように、レン
ズ位置Qにおいてコントラスト特性C3が大きく変化す
る。
写り込みの変化によって生じるコントラスト特性C3を
示す図である。オートフォーカス制御のためのレンズ駆
動の中途段階で被写体を撮影する際の視野範囲がレンズ
位置Qで大きく変化すると、図12に示すように、レン
ズ位置Qにおいてコントラスト特性C3が大きく変化す
る。
【0054】そして、この実施の形態では、上記のよう
に被写体像に応じて変化するコントラストCを用いて、
上記数1の式で得られる評価値AF1を正規化する。具
体的には、この実施の形態においてオートフォーカス制
御のために用いる評価値をAF2とすると、評価値AF
2を、
に被写体像に応じて変化するコントラストCを用いて、
上記数1の式で得られる評価値AF1を正規化する。具
体的には、この実施の形態においてオートフォーカス制
御のために用いる評価値をAF2とすると、評価値AF
2を、
【0055】
【数3】
【0056】の式の演算によって求める。ただし、数3
における各変数は、上記数1及び数2における変数と同
様である。
における各変数は、上記数1及び数2における変数と同
様である。
【0057】数1の式で得られる評価値AF1は、上述
したようにレンズ位置Qにおいて変化するが(図8参
照)、評価値AF1を正規化するためのコントラストC
もレンズ位置Qにおいて変化する(図12参照)。この
ため、上記数3の式によって求められる評価値AF2
は、レンズ位置Qで被写体を撮影する際の視野範囲が変
化したとしても、その影響を受けることのない評価値と
なる。
したようにレンズ位置Qにおいて変化するが(図8参
照)、評価値AF1を正規化するためのコントラストC
もレンズ位置Qにおいて変化する(図12参照)。この
ため、上記数3の式によって求められる評価値AF2
は、レンズ位置Qで被写体を撮影する際の視野範囲が変
化したとしても、その影響を受けることのない評価値と
なる。
【0058】図13はこの実施の形態においてオートフ
ォーカス制御のために用いられる評価値を示す図であ
り、上記数3の式によって求められた評価値AF2とレ
ンズ位置との関係を示している。図13に示すように、
撮影レンズ11を段階的に移動させた際にレンズ位置Q
で評価対象領域R1に含まれる被写体像5のエッジの数
が変化したとしても、評価値AF2はその影響を受けな
いような特性曲線を示し、評価値AF2のピーク点の検
出を良好に行うことが可能である。その結果、合焦位置
Pを適切に特定することが可能になる。
ォーカス制御のために用いられる評価値を示す図であ
り、上記数3の式によって求められた評価値AF2とレ
ンズ位置との関係を示している。図13に示すように、
撮影レンズ11を段階的に移動させた際にレンズ位置Q
で評価対象領域R1に含まれる被写体像5のエッジの数
が変化したとしても、評価値AF2はその影響を受けな
いような特性曲線を示し、評価値AF2のピーク点の検
出を良好に行うことが可能である。その結果、合焦位置
Pを適切に特定することが可能になる。
【0059】<3.評価値演算部の詳細構成>次に、上
記のようなオートフォーカス制御の原理を適用した評価
値演算部40の詳細構成について説明する。
記のようなオートフォーカス制御の原理を適用した評価
値演算部40の詳細構成について説明する。
【0060】図14はデジタルカメラ1における評価値
演算部40の詳細構成を示すブロック図である。評価値
演算部40は、輝度信号生成部41と、差分絶対値演算
部42と、差分絶対値累積演算部43と、差分二乗値演
算部44と、差分二乗値累積演算部45と、評価値算出
部46とを備えて構成される。これらの各部は、演算回
路等でハードウェア的に実現されてもよいし、マイクロ
プロセッサ等が所定の演算プログラムを実行することに
よりソフトウェア的に実現されてもよい。
演算部40の詳細構成を示すブロック図である。評価値
演算部40は、輝度信号生成部41と、差分絶対値演算
部42と、差分絶対値累積演算部43と、差分二乗値演
算部44と、差分二乗値累積演算部45と、評価値算出
部46とを備えて構成される。これらの各部は、演算回
路等でハードウェア的に実現されてもよいし、マイクロ
プロセッサ等が所定の演算プログラムを実行することに
よりソフトウェア的に実現されてもよい。
【0061】輝度信号生成部41は、R(レッド),G
(グリーン),B(ブルー)の各色成分からなる画像信
号を入力すると、評価対象領域R1,R2,R3のそれ
ぞれに含まれる画素を特定し、各画素に対応する色成分
値から輝度信号Yを生成する。輝度信号Yは、例えば
R,G,Bの各色成分値に対して所定の係数を掛ける重
み付け計算を行うことによって求めることができる。オ
ートフォーカス制御を画素毎の輝度値に基づいて行うよ
うに構成することで、各色成分値を反映した状態での評
価値演算を効率的に行うことができる。なお、簡単に
は、特定の色成分の値(例えばGの色成分値)を抽出し
てそれを輝度信号Yとしてもよい。
(グリーン),B(ブルー)の各色成分からなる画像信
号を入力すると、評価対象領域R1,R2,R3のそれ
ぞれに含まれる画素を特定し、各画素に対応する色成分
値から輝度信号Yを生成する。輝度信号Yは、例えば
R,G,Bの各色成分値に対して所定の係数を掛ける重
み付け計算を行うことによって求めることができる。オ
ートフォーカス制御を画素毎の輝度値に基づいて行うよ
うに構成することで、各色成分値を反映した状態での評
価値演算を効率的に行うことができる。なお、簡単に
は、特定の色成分の値(例えばGの色成分値)を抽出し
てそれを輝度信号Yとしてもよい。
【0062】差分絶対値演算部42は、輝度信号生成部
41から輝度信号Yを入力し、着目画素(Y10・n,m)
と、その着目画素の水平方向4画素先の画素(Y
10・n,m+4)との輝度値の差分絶対値を求める。差分絶対
値演算部42は、着目画素を順次更新していき、着目画
素と、その着目画素の水平方向4画素先の画素との輝度
値の差分絶対値を順次求める。
41から輝度信号Yを入力し、着目画素(Y10・n,m)
と、その着目画素の水平方向4画素先の画素(Y
10・n,m+4)との輝度値の差分絶対値を求める。差分絶対
値演算部42は、着目画素を順次更新していき、着目画
素と、その着目画素の水平方向4画素先の画素との輝度
値の差分絶対値を順次求める。
【0063】差分絶対値累積演算部43は差分絶対値の
累積値を格納するためのメモリを備えており、差分絶対
値演算部42から順次に入力する差分絶対値を累積加算
していきメモリ内の累積値を更新していく。したがっ
て、差分絶対値累積演算部43では、上記数2の式に基
づいたコントラストCがメモリ内に格納されることにな
る。そして、差分絶対値演算部42からの差分絶対値の
入力が終了した段階で、メモリに格納されている累積値
(差分絶対値の総和)、すなわちコントラストC、を評
価値算出部46に対して出力する。
累積値を格納するためのメモリを備えており、差分絶対
値演算部42から順次に入力する差分絶対値を累積加算
していきメモリ内の累積値を更新していく。したがっ
て、差分絶対値累積演算部43では、上記数2の式に基
づいたコントラストCがメモリ内に格納されることにな
る。そして、差分絶対値演算部42からの差分絶対値の
入力が終了した段階で、メモリに格納されている累積値
(差分絶対値の総和)、すなわちコントラストC、を評
価値算出部46に対して出力する。
【0064】また、差分二乗値演算部44は、差分絶対
値演算部42から順次入力する差分絶対値に対して二乗
演算を施し、差分二乗値を求める。差分二乗値は差分二
乗値累積演算部45に対して順次出力される。
値演算部42から順次入力する差分絶対値に対して二乗
演算を施し、差分二乗値を求める。差分二乗値は差分二
乗値累積演算部45に対して順次出力される。
【0065】差分二乗値累積演算部45は、差分二乗値
の累積値を格納するためのメモリを備えており、差分二
乗値演算部44から順次に入力する差分二乗値を累積加
算していきメモリ内の累積値を更新していく。したがっ
て、差分二乗値累積演算部45では、上記数1の式に基
づいた評価値AF1がメモリ内に格納されることにな
る。そして、差分二乗値演算部44からの差分二乗値の
入力が終了した段階で、メモリに格納されている累積値
(差分二乗値の総和)、すなわち評価値AF1、を評価
値算出部46に対して出力する。
の累積値を格納するためのメモリを備えており、差分二
乗値演算部44から順次に入力する差分二乗値を累積加
算していきメモリ内の累積値を更新していく。したがっ
て、差分二乗値累積演算部45では、上記数1の式に基
づいた評価値AF1がメモリ内に格納されることにな
る。そして、差分二乗値演算部44からの差分二乗値の
入力が終了した段階で、メモリに格納されている累積値
(差分二乗値の総和)、すなわち評価値AF1、を評価
値算出部46に対して出力する。
【0066】評価値算出部46は、上記数3の式に基づ
いた演算処理が行い、差分絶対値の総和と差分二乗値の
総和とに基づいて評価値AF2を求める。つまり、差分
二乗値累積演算部45より入力する差分二乗値の総和
を、差分絶対値累積演算部43より入力する差分絶対値
の総和で、除算することにより、評価値AF1をコント
ラストCで正規化した評価値AF2を求めるように構成
される。そして、評価値算出部46で求められた評価値
AF2は、CPU20へと出力される。
いた演算処理が行い、差分絶対値の総和と差分二乗値の
総和とに基づいて評価値AF2を求める。つまり、差分
二乗値累積演算部45より入力する差分二乗値の総和
を、差分絶対値累積演算部43より入力する差分絶対値
の総和で、除算することにより、評価値AF1をコント
ラストCで正規化した評価値AF2を求めるように構成
される。そして、評価値算出部46で求められた評価値
AF2は、CPU20へと出力される。
【0067】評価値演算部40は上記のように構成され
ており、オートフォーカス制御において撮影レンズ11
が段階的駆動され、各レンズ位置で撮影された画像信号
を入力する度に、上記のような処理が行われて、評価値
AF2が求められる。
ており、オートフォーカス制御において撮影レンズ11
が段階的駆動され、各レンズ位置で撮影された画像信号
を入力する度に、上記のような処理が行われて、評価値
AF2が求められる。
【0068】また、評価値演算部40は、複数の評価対
象領域R1,R2,R3のそれぞれについて上記のよう
な演算処理を行って評価値AF2を生成し、各評価対象
領域R1,R2,R3について求められる評価値AF2
をCPU20へ出力する。
象領域R1,R2,R3のそれぞれについて上記のよう
な演算処理を行って評価値AF2を生成し、各評価対象
領域R1,R2,R3について求められる評価値AF2
をCPU20へ出力する。
【0069】CPU20は、撮影レンズ11の段階的な
駆動が終了し、全てのレンズ位置において各評価対象領
域R1,R2,R3の評価値AF2を入力した時点で、
各評価対象領域R1,R2,R3について得られる評価
値AF2を評価し、それぞれの評価対象領域R1,R
2,R3から合焦位置Pを特定する。そして、さらにC
PU20は、例えば各評価対象領域R1,R2,R3に
ついての合焦位置のうち最も近側の合焦位置を選択し、
それを最終的な合焦位置Pとして特定する。そのような
特定方法を採用することで、一般的な被写体を撮影する
場合に適したオートフォーカス制御を行うことが可能で
ある。ただし、最も近側の位置を合焦位置として特定す
ることに限定されるものではなく、撮影モードに応じて
被写体に応じたオートフォーカス制御を実現するように
してもよい。
駆動が終了し、全てのレンズ位置において各評価対象領
域R1,R2,R3の評価値AF2を入力した時点で、
各評価対象領域R1,R2,R3について得られる評価
値AF2を評価し、それぞれの評価対象領域R1,R
2,R3から合焦位置Pを特定する。そして、さらにC
PU20は、例えば各評価対象領域R1,R2,R3に
ついての合焦位置のうち最も近側の合焦位置を選択し、
それを最終的な合焦位置Pとして特定する。そのような
特定方法を採用することで、一般的な被写体を撮影する
場合に適したオートフォーカス制御を行うことが可能で
ある。ただし、最も近側の位置を合焦位置として特定す
ることに限定されるものではなく、撮影モードに応じて
被写体に応じたオートフォーカス制御を実現するように
してもよい。
【0070】そして、特定された合焦位置Pに対して撮
影レンズ11を駆動させるようにレンズ駆動部18に対
して駆動信号を与える。その結果、撮影レンズ11は合
焦位置Pに駆動され、撮影レンズ11による画像の合焦
状態が実現される。
影レンズ11を駆動させるようにレンズ駆動部18に対
して駆動信号を与える。その結果、撮影レンズ11は合
焦位置Pに駆動され、撮影レンズ11による画像の合焦
状態が実現される。
【0071】以上説明したように、この実施の形態のデ
ジタルカメラ1は、画像信号に対して設定される評価対
象領域に含まれる二画素間での画素データの差分絶対値
を求めて、その評価対象領域における差分絶対値の総和
を算出するように構成され、かつ、その評価対象領域に
おける二画素間での画素データの差分二乗値を求め、そ
の評価対象領域における差分二乗値の総和を算出するよ
うに構成される。そして、差分絶対値の総和と差分二乗
値の総和とに基づいてオートフォーカス用の評価値AF
2を求めて撮影レンズ11の合焦位置Pを特定し、その
合焦位置Pに撮影レンズ11を駆動制御するように構成
されている。
ジタルカメラ1は、画像信号に対して設定される評価対
象領域に含まれる二画素間での画素データの差分絶対値
を求めて、その評価対象領域における差分絶対値の総和
を算出するように構成され、かつ、その評価対象領域に
おける二画素間での画素データの差分二乗値を求め、そ
の評価対象領域における差分二乗値の総和を算出するよ
うに構成される。そして、差分絶対値の総和と差分二乗
値の総和とに基づいてオートフォーカス用の評価値AF
2を求めて撮影レンズ11の合焦位置Pを特定し、その
合焦位置Pに撮影レンズ11を駆動制御するように構成
されている。
【0072】このため、オートフォーカス制御の動作中
に、撮影レンズ11による撮影倍率が変化したり、手ぶ
れが生じる場合等であっても、常に適切に合焦位置Pを
特定することができ、撮影レンズ11による合焦状態を
正確に実現することが可能になる。
に、撮影レンズ11による撮影倍率が変化したり、手ぶ
れが生じる場合等であっても、常に適切に合焦位置Pを
特定することができ、撮影レンズ11による合焦状態を
正確に実現することが可能になる。
【0073】また、オートフォーカス用の評価値AF2
を求める際には、差分二乗値の総和を、差分絶対値の総
和で除算するように構成されているので、撮影倍率の変
化や手ぶれ等の影響を受けることのない評価値AF2を
得ることができる。
を求める際には、差分二乗値の総和を、差分絶対値の総
和で除算するように構成されているので、撮影倍率の変
化や手ぶれ等の影響を受けることのない評価値AF2を
得ることができる。
【0074】また、この実施の形態では、画像信号の示
す画像に対して複数の評価対象領域R1,R2,R3が
設定されるため、広い範囲で合焦状態を判別することが
でき、より正確なオートフォーカス制御を行うことがで
きる。
す画像に対して複数の評価対象領域R1,R2,R3が
設定されるため、広い範囲で合焦状態を判別することが
でき、より正確なオートフォーカス制御を行うことがで
きる。
【0075】また、複数の評価対象領域のそれぞれにつ
いて求められる複数の評価値AF2のうちから一の評価
値AF2を特定して合焦位置Pを求める際には、複数の
評価対象領域において最も被写体が近い位置にあると判
断された合焦位置Pに撮影レンズ11を移動させるよう
に構成されているので、一般的な被写体を撮影する場合
に適したオートフォーカス制御を行うことが可能であ
る。
いて求められる複数の評価値AF2のうちから一の評価
値AF2を特定して合焦位置Pを求める際には、複数の
評価対象領域において最も被写体が近い位置にあると判
断された合焦位置Pに撮影レンズ11を移動させるよう
に構成されているので、一般的な被写体を撮影する場合
に適したオートフォーカス制御を行うことが可能であ
る。
【0076】さらに、この実施の形態では、二画素間の
画素データとして輝度値を用いて評価するように構成さ
れているので、各色成分値を反映した状態での評価値演
算を効率的に行うことが可能である。ただし、画像信号
はカラー画像に関する信号に限定されるものではない。
画素データとして輝度値を用いて評価するように構成さ
れているので、各色成分値を反映した状態での評価値演
算を効率的に行うことが可能である。ただし、画像信号
はカラー画像に関する信号に限定されるものではない。
【0077】<4.変形例>以上、この発明の実施の形
態について説明したが、この発明は上記説明した内容の
ものに限定されるものではない。
態について説明したが、この発明は上記説明した内容の
ものに限定されるものではない。
【0078】例えば、上記説明においては、デジタルカ
メラ1のオートフォーカス制御について説明したが、上
記のオートフォーカス制御技術はデジタルカメラ1だけ
に適用可能なものではなく、銀塩カメラにも適用するこ
とが可能である。また、例えば評価値演算部40の機能
及びCPU20のオートフォーカス制御に関する機能部
分だけでオートフォーカス装置を実現することもでき、
そのようなオートフォーカス装置に対しても上記のよう
なオートフォーカス制御技術を適用することは可能であ
る。
メラ1のオートフォーカス制御について説明したが、上
記のオートフォーカス制御技術はデジタルカメラ1だけ
に適用可能なものではなく、銀塩カメラにも適用するこ
とが可能である。また、例えば評価値演算部40の機能
及びCPU20のオートフォーカス制御に関する機能部
分だけでオートフォーカス装置を実現することもでき、
そのようなオートフォーカス装置に対しても上記のよう
なオートフォーカス制御技術を適用することは可能であ
る。
【0079】また、上記説明においては、差分演算の対
象画素は、着目画素とその4画素先の画素との間で行わ
れる場合を例示したがこれに限定されるものでもなく、
所定の位置関係にある二画素間での差分演算を行うよう
に構成すればよい。
象画素は、着目画素とその4画素先の画素との間で行わ
れる場合を例示したがこれに限定されるものでもなく、
所定の位置関係にある二画素間での差分演算を行うよう
に構成すればよい。
【0080】また、評価対象領域は画像信号に基づく画
像G1の全部の領域であってもよい。ただし、その場合
は評価値演算に時間を要することとなるため、効率的な
オートフォーカス制御が望まれる場合には、上述したよ
うに画像信号に基づく画像G1の中心部分の一部に評価
対象領域を設定するように構成することが好ましい。な
お、画像G1に設定される評価対象領域は複数である必
要はなく、1個であっても構わない。
像G1の全部の領域であってもよい。ただし、その場合
は評価値演算に時間を要することとなるため、効率的な
オートフォーカス制御が望まれる場合には、上述したよ
うに画像信号に基づく画像G1の中心部分の一部に評価
対象領域を設定するように構成することが好ましい。な
お、画像G1に設定される評価対象領域は複数である必
要はなく、1個であっても構わない。
【0081】さらに、上記説明においては、オートフォ
ーカス用の評価値AF2を求めるために、差分二乗値の
総和を、差分絶対値の総和で除算する演算例を示した
が、これに限定されるものでもない。例えば、差分絶対
値の総和を差分二乗値の総和で除算するように構成して
も適切に合焦位置を特定することは可能である。したが
って、差分絶対値の総和と、差分二乗値の総和とに基づ
いて評価値を求める演算形態であればどのような演算が
適用されても構わない。
ーカス用の評価値AF2を求めるために、差分二乗値の
総和を、差分絶対値の総和で除算する演算例を示した
が、これに限定されるものでもない。例えば、差分絶対
値の総和を差分二乗値の総和で除算するように構成して
も適切に合焦位置を特定することは可能である。したが
って、差分絶対値の総和と、差分二乗値の総和とに基づ
いて評価値を求める演算形態であればどのような演算が
適用されても構わない。
【0082】
【発明の効果】以上説明したように、請求項1に記載の
発明によれば、評価対象領域において二画素間での差分
絶対値の総和を算出するとともに、その評価対象領域に
おける二画素間での差分二乗値の総和を算出し、差分絶
対値の総和と差分二乗値の総和とに基づいて評価値を求
めて撮影レンズの合焦位置を求めるように構成されてい
るため、撮影倍率が変化したり、手ぶれが生じる場合等
であっても、常に正確に合焦位置を特定することがで
き、適切に合焦状態を実現することが可能になる。
発明によれば、評価対象領域において二画素間での差分
絶対値の総和を算出するとともに、その評価対象領域に
おける二画素間での差分二乗値の総和を算出し、差分絶
対値の総和と差分二乗値の総和とに基づいて評価値を求
めて撮影レンズの合焦位置を求めるように構成されてい
るため、撮影倍率が変化したり、手ぶれが生じる場合等
であっても、常に正確に合焦位置を特定することがで
き、適切に合焦状態を実現することが可能になる。
【0083】請求項2に記載の発明によれば、差分二乗
値の総和を、差分絶対値の総和で除算することにより、
評価値を求めるように構成されているため、撮影倍率の
変化や手ぶれ等の影響を受けることのない評価値を得る
ことができる。
値の総和を、差分絶対値の総和で除算することにより、
評価値を求めるように構成されているため、撮影倍率の
変化や手ぶれ等の影響を受けることのない評価値を得る
ことができる。
【0084】請求項3に記載の発明によれば、評価対象
領域が複数設定され、評価値が複数の評価対象領域のそ
れぞれについて求められるとともに、複数の評価対象領
域のそれぞれについて求められる複数の評価値のうちか
ら一の評価値を特定して合焦位置を求めるように構成さ
れているため、広い範囲で合焦状態を判別することがで
き、より正確なオートフォーカス制御を行うことができ
る。
領域が複数設定され、評価値が複数の評価対象領域のそ
れぞれについて求められるとともに、複数の評価対象領
域のそれぞれについて求められる複数の評価値のうちか
ら一の評価値を特定して合焦位置を求めるように構成さ
れているため、広い範囲で合焦状態を判別することがで
き、より正確なオートフォーカス制御を行うことができ
る。
【0085】請求項4に記載の発明によれば、画像信号
から求められる画素毎の輝度値に基づいて評価値が求め
られるため、評価値演算を効率的に行うことが可能であ
る。
から求められる画素毎の輝度値に基づいて評価値が求め
られるため、評価値演算を効率的に行うことが可能であ
る。
【0086】請求項5に記載の発明によれば、撮影倍率
が変化したり、手ぶれが生じる場合等であっても、常に
正確に合焦位置を特定して合焦状態を実現するカメラを
実現することができる。
が変化したり、手ぶれが生じる場合等であっても、常に
正確に合焦位置を特定して合焦状態を実現するカメラを
実現することができる。
【0087】請求項6に記載の発明によれば、撮影倍率
が変化したり、手ぶれが生じる場合等であっても、常に
正確に合焦位置を特定することができ、適切に合焦状態
を実現するオートフォーカス制御を行うことが可能にな
る。
が変化したり、手ぶれが生じる場合等であっても、常に
正確に合焦位置を特定することができ、適切に合焦状態
を実現するオートフォーカス制御を行うことが可能にな
る。
【図1】本発明の一実施形態であるデジタルカメラを示
す斜視図である。
す斜視図である。
【図2】デジタルカメラの内部構成を示すブロック図で
ある。
ある。
【図3】画像信号に基づく画像を示す図である。
【図4】撮影レンズを駆動した場合の評価値の変化を示
す図である。
す図である。
【図5】評価対象領域に被写体像が写り込んだ状態を示
す図である。
す図である。
【図6】図5とは異なる状態で評価対象領域に被写体像
が写り込んだ状態を示す図である。
が写り込んだ状態を示す図である。
【図7】撮影倍率の変化等がない場合の評価値の変化を
示す図である。
示す図である。
【図8】被写体像の写り込みの変化によって生じる評価
値特性を示す図である。
値特性を示す図である。
【図9】合焦状態での水平方向画素とその輝度分布を示
す図である。
す図である。
【図10】非合焦状態での水平方向画素とその輝度分布
を示す図である。
を示す図である。
【図11】撮影倍率の変化等がない場合のコントラスト
特性を示す図である。
特性を示す図である。
【図12】被写体像の写り込みの変化によって生じるコ
ントラスト特性を示す図である。
ントラスト特性を示す図である。
【図13】本発明の実施形態において用いられる評価値
を示す図である。
を示す図である。
【図14】評価値演算部の詳細構成を示すブロック図で
ある。
ある。
1 デジタルカメラ(カメラ)
5 被写体像
11 撮影レンズ
18 レンズ駆動部
20 CPU(制御手段)
30 CCD撮像素子(画像信号生成手段)
40 評価値演算部
41 輝度信号生成部
42 差分絶対値演算部(差分絶対値算出手段)
43 差分絶対値累積演算部(差分絶対値算出手段)
44 差分二乗値演算部(差分二乗値算出手段)
45 差分二乗値累積演算部(差分二乗値算出手段)
46 評価値算出部(評価値算出手段)
G1 画像
P 合焦位置
R1,R2,R3 評価対象領域
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 FI
H04N 5/232 G02B 7/11 D
5/91 G03B 3/00 A
// H04N 101:00 H04N 5/91 J
(72)発明者 中西 基浩
大阪府大阪市中央区安土町二丁目3番13
号 大阪国際ビル ミノルタ株式会社内
(56)参考文献 特開2000−295518(JP,A)
特開 平9−54237(JP,A)
特開 平5−300421(JP,A)
特開 平6−34366(JP,A)
特開 平8−223470(JP,A)
(58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名)
G02B 7/28 - 7/40
G03B 13/32 - 13/36
H04N 5/222 - 5/257
Claims (6)
- 【請求項1】 複数の画素で構成される画像信号を入力
して、撮影レンズのフォーカス制御を行うオートフォー
カス装置であって、 前記画像信号の全部又は一部の評価対象領域に含まれ、
所定の位置関係にある二画素間での画素データの差分絶
対値を求め、前記評価対象領域について求められる前記
差分絶対値の総和を算出する差分絶対値算出手段と、 前記評価対象領域における前記二画素間での画素データ
の差分二乗値を求め、前記評価対象領域について求めら
れる前記差分二乗値の総和を算出する差分二乗値算出手
段と、 前記差分絶対値の総和と、前記差分二乗値の総和とに基
づいて評価値を求める評価値算出手段と、 前記評価値に基づいて前記撮影レンズの合焦位置を求
め、前記合焦位置に前記撮影レンズを駆動する制御手段
と、を備えるオートフォーカス装置。 - 【請求項2】 請求項1に記載のオートフォーカス装置
において、 前記評価値算出手段は、前記差分二乗値の総和を、前記
差分絶対値の総和で除算することにより、前記評価値を
求めることを特徴とするオートフォーカス装置。 - 【請求項3】 請求項1又は2に記載のオートフォーカ
ス装置において、 前記画像信号に対して前記評価対象領域が複数設定さ
れ、前記評価値が前記複数の評価対象領域のそれぞれに
ついて求められるとともに、 前記制御手段は、前記複数の評価対象領域のそれぞれに
ついて求められる複数の評価値のうちから一の評価値を
特定して前記合焦位置を求めることを特徴とするオート
フォーカス装置。 - 【請求項4】 請求項1乃至3のいずれかに記載のオー
トフォーカス装置において、 前記画素データは前記画像信号から求められる画素毎の
輝度値であることを特徴とするオートフォーカス装置。 - 【請求項5】 撮影レンズを介して画像を撮影するカメ
ラであって、 前記撮影レンズを介して得られる画像から画像信号を生
成する画像信号生成手段と、 前記画像信号の全部又は一部の評価対象領域に含まれ、
所定の位置関係にある二画素間での画素データの差分絶
対値を求め、前記評価対象領域について求められる前記
差分絶対値の総和を算出する差分絶対値算出手段と、 前記評価対象領域における前記二画素間での画素データ
の差分二乗値を求め、前記評価対象領域について求めら
れる前記差分二乗値の総和を算出する差分二乗値算出手
段と、 前記差分絶対値の総和と、前記差分二乗値の総和とに基
づいて評価値を求める評価値算出手段と、 前記評価値に基づいて前記撮影レンズの合焦位置を求
め、前記合焦位置に前記撮影レンズを駆動する制御手段
と、を備えるカメラ。 - 【請求項6】 複数の画素で構成される画像信号を入力
して、撮影レンズのフォーカス制御を行うオートフォー
カス方法であって、 (a)前記画像信号の全部又は一部の評価対象領域に含
まれ、所定の位置関係にある二画素間での画素データの
差分絶対値を求め、前記評価対象領域について求められ
る前記差分絶対値の総和を算出する工程と、 (b)前記評価対象領域における前記二画素間での画素
データの差分二乗値を求め、前記評価対象領域について
求められる前記差分二乗値の総和を算出する工程と、 (c)前記差分絶対値の総和と、前記差分二乗値の総和
とに基づいて評価値を求める工程と、 (d)前記撮影レンズを駆動しつつ前記工程(a)〜
(c)を繰り返すことにより、各レンズ位置における前
記評価値を求める工程と、 (e)前記各レンズ位置における前記評価値に基づいて
前記撮影レンズの合焦位置を求め、前記合焦位置に前記
撮影レンズを駆動する工程と、を備えるオートフォーカ
ス方法。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001171154A JP3493455B2 (ja) | 2001-06-06 | 2001-06-06 | オートフォーカス装置、カメラ及びオートフォーカス方法 |
US10/163,798 US7046289B2 (en) | 2001-06-06 | 2002-06-05 | Automatic focusing device, camera, and automatic focusing method |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001171154A JP3493455B2 (ja) | 2001-06-06 | 2001-06-06 | オートフォーカス装置、カメラ及びオートフォーカス方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002365520A JP2002365520A (ja) | 2002-12-18 |
JP3493455B2 true JP3493455B2 (ja) | 2004-02-03 |
Family
ID=19012965
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001171154A Expired - Fee Related JP3493455B2 (ja) | 2001-06-06 | 2001-06-06 | オートフォーカス装置、カメラ及びオートフォーカス方法 |
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Country | Link |
---|---|
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KR100557660B1 (ko) | 2004-07-29 | 2006-03-10 | 매그나칩 반도체 유한회사 | 영상 신호에서의 플리커 검출 방법 |
JP4419084B2 (ja) * | 2005-04-15 | 2010-02-24 | ソニー株式会社 | 制御装置および方法、プログラム、並びにカメラ |
JP2016009998A (ja) * | 2014-06-24 | 2016-01-18 | キヤノン株式会社 | 撮像装置、撮像方法及びプログラム |
CN110544229B (zh) * | 2019-07-11 | 2022-11-18 | 华南理工大学 | 一种相机处于非匀速状态下图像聚焦评估及调焦方法 |
CN113347361A (zh) * | 2021-06-07 | 2021-09-03 | 深圳市英特飞电子有限公司 | 变焦镜头自动对焦方法、装置、计算机设备及存储介质 |
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---|---|---|---|---|
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JPH07318795A (ja) | 1994-05-26 | 1995-12-08 | Sharp Corp | オートフォーカス装置 |
JP5002086B2 (ja) * | 1999-10-28 | 2012-08-15 | キヤノン株式会社 | 焦点検出装置と撮像装置 |
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2002
- 2002-06-05 US US10/163,798 patent/US7046289B2/en not_active Expired - Fee Related
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US7046289B2 (en) | 2006-05-16 |
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