JP4922768B2 - 撮像装置、焦点自動調節方法 - Google Patents
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Description
合焦位置を調整可能な光学系を介して得られた光学像を撮像手段により映像信号に変換する撮像装置であって、
前記映像信号を撮像条件によって制御された所定のゲインで調整し、該調整された映像信号から、少なくとも、前記光学系を介して得られた光学像が合焦した際に得られる高周波成分を含む帯域の信号の強度を検出する高周波成分抽出手段と、
前記光学系を介して得られた光学像が合焦していない際に前記検出された信号の強度をオフセット値として学習する学習手段と、
前記学習されたオフセット値を参照することにより、前記検出された信号の強度がピークとなる前記光学系の調整方向を推定し、該光学系を合焦の状態に制御する光学系制御手段と
を備えたことを要旨とする。
(1)デジタルビデオカメラの概略構成:
(2)初期化処理:
(3)オートフォーカス処理:
図1は、本発明の実施例としてのデジタルビデオカメラ10の概略構成を示す説明図である。デジタルビデオカメラ10は、山登り方式のオートフォーカス機構を備えた据付式の監視カメラであり、レンズブロック100、CCD200、サンプルホールド(S/H)及びAGC(Automatic Gain Control)回路310、DSP(Digital Signal Processor)320、AF回路330、マイクロコンピュータ400、レンズ等駆動モータ510〜530、レンズ等ドライバ550〜570、ROM600、RAM700、出力インターフェース800を備えている。
図2は、デジタルビデオカメラ10の電源ON時の初期化処理の手順を示すフローチャートである。この処理は、デジタルビデオカメラ10の電源を入れた時や定期的なリフレッシュ動作を行った時などの初期化動作として、バリエータレンズ120及びコンペンセータレンズ150を予め設定された初期位置に移動させる処理と、後述するオートフォーカス制御において、ノイズの影響を考慮するための情報を取得する処理を平行して行う処理である。
図4は、デジタルビデオカメラ10のオートフォーカス処理の手順を示すフローチャートである。この処理が開始されると、マイクロコンピュータ400は、ウォブリングによる山登り方向の検出を行う(ステップS300)。このウォブリングとは、コンペンセータレンズ150を前後に動かしてAF評価値を取得し、そのAF評価値の大小関係から、コンペンセータレンズ150を前後どちらの方向に移動させると、AF評価値のピークに近づけるのかを判断して、AF評価値のピークが得られる方向を山登り方向として検出する動作である。
OFF=α・M+β・SD・・・(3)
TH=(AFmax−OFF)・γ+OFF・・・(4)
100…レンズブロック
110…固定第1レンズ
120…バリエータレンズ
130…アイリス
140…固定第2レンズ
150…コンペンセータレンズ
170,190…位置検出装置
180…絞り値検出装置
200…CCD
310…サンプルホールド及びAGC回路
320…DSP
330…AF回路
400…マイクロコンピュータ
510…ズームモータ
520…アイリスモータ
530…フォーカスモータ
550…ズームドライバ
560…アイリスドライバ
570…フォーカスドライバ
600…ROM
610…閾値係数テーブル
620…レンズ初期位置記憶部
700…RAM
710…AF評価値記憶部
720…レンズ位置記憶部
800…出力インターフェース
Claims (8)
- 合焦状態を調整可能な光学系を介して得られた光学像を撮像手段により映像信号に変換する撮像装置であって、
前記映像信号を撮像条件によって制御された所定のゲインで調整し、該調整された映像信号から、少なくとも、前記光学系を介して得られた光学像が合焦した際に得られる高周波成分を含む帯域の信号の強度を検出する高周波成分抽出手段と、
被写界の光を所定以上含まない黒レベルの前記映像信号から検出された前記信号の強度を用いてオフセット値を学習する学習手段と、
前記学習されたオフセット値を参照することにより、前記検出された信号の強度がピークとなる前記光学系の調整方向を推定し、該光学系を合焦の状態に制御する光学系制御手段と
を備え、
前記光学系制御手段は、
前記光学系を合焦の状態に制御する際、前記検出された信号の強度のピークを、前記学習されたオフセット値を参照して特定し、該信号の強度がピークとなるように、前記光学系の合焦の状態を特定する合焦状態特定手段を有し、該特定された合焦の状態に前記光学系を制御し、
前記推定された調整方向に前記光学系の合焦の状態を制御する中で、前記信号の強度が、前記学習されたオフセット値と前記制御の中で検出された前記信号の強度の最大値とを基に算出される閾値よりも小さくなったときに、該検出された信号の強度の最大値を前記信号の強度のピークとして特定する
撮像装置。 - 請求項1記載の撮像装置であって、
前記光学系は、
該光学系を構成する複数のレンズのうち少なくとも一枚のレンズの位置を移動することにより、焦点距離を調整可能なレンズユニットと、
前記少なくとも一枚のレンズを移動する移動用アクチュエータと
を備え、
前記光学系制御手段は、前記移動用アクチュエータを制御して、前記レンズユニットが合焦する位置に前記少なくとも一枚のレンズを移動する
撮像装置。 - 請求項1または請求項2記載の撮像装置であって、
前記学習手段は、前記高周波成分抽出手段が、被写界の光を所定以上含まない黒レベルの前記映像信号を所定のゲインで調整し、該調整された映像信号から検出する黒レベル信号強度を少なくとも用いて、前記オフセット値を学習する撮像装置。 - 請求項3記載の撮像装置であって、
更に、前記撮像条件によって制御された所定のゲインで調整された映像信号の輝度信号の強度を検出する手段を備え、
前記学習手段は、前記検出された黒レベル信号強度と前記ゲインと前記検出された輝度信号の強度とを用いて、前記オフセット値を学習する撮像装置。 - 請求項3または請求項4記載の撮像装置であって、
前記高周波成分抽出手段は、前記黒レベル信号強度を複数回数検出し、
前記学習手段は、前記複数回数検出された黒レベル信号強度の平均値及び標準偏差を少なくとも用いて、前記オフセット値を学習する撮像装置。 - 請求項3ないし請求項5のいずれか記載の撮像装置であって、
更に、前記光学系が前記合焦の状態への制御を開始するために必要な初期化を行う初期化手段を備え、
前記高周波成分抽出手段は、前記初期化の間に前記黒レベル信号強度を検出する
撮像装置。 - 請求項3ないし請求項6のいずれか記載の撮像装置であって、
前記光学系は、更に前記光学像の光量を調節する絞り機構を備え、
前記高周波成分抽出手段は、前記絞り機構を所定以下に閉じた状態で前記信号の強度を検出することで、前記黒レベル信号強度を検出する
撮像装置。 - 合焦の状態を調整可能な光学系の焦点自動調節方法であって
前記光学系を介して得られた光学像を撮像手段により変換した映像信号から、少なくとも、前記光学系を介して得られた光学像が合焦した際に得られる高周波成分を含む帯域の信号の強度を検出する検出工程と、
被写界の光を所定以上含まない黒レベルの前記映像信号から検出された前記信号の強度を用いてオフセット値を学習する学習工程と、
前記学習されたオフセット値を参照することにより、前記検出された信号の強度がピークとなる前記光学系の調整方向を推定し、該光学系を合焦の状態に制御する制御工程と
を備え、
前記制御工程は、
前記光学系を合焦の状態に制御する際、前記検出された信号の強度のピークを、前記学習されたオフセット値を参照して特定し、該信号の強度がピークとなるように、前記光学系の合焦の状態を特定し、該特定された合焦の状態に前記光学系を制御し、
前記推定された調整方向に前記光学系の合焦の状態を制御する中で、前記信号の強度が、前記学習されたオフセット値と前記制御の中で検出された前記信号の強度の最大値とを基に算出される閾値よりも小さくなったときに、該検出された信号の強度の最大値を前記信号の強度のピークとして特定する
焦点自動調節方法。
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