JP5292175B2 - 撮像装置、焦点調節方法 - Google Patents
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Description
前記光学系により得られた光学像を映像信号に変換する撮像手段と、
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、少なくとも、前記光学系を介して得られた光学像に含まれる高周波成分を含む帯域の信号の強度を合焦評価値として抽出する合焦評価値抽出手段と、
前記光学系の前記フォーカスレンズを前記合焦評価値が増大する方向への移動を開始し、前記移動に伴って前記検出される合焦評価値の最大値を保持する最大値保持手段と、
前記合焦評価値を検出する際の前記フォーカスレンズの移動速度に基づく割合だけ、前記最大値を小さくした値として、判定閾値を設定する判定閾値設定手段と、
前記設定された判定閾値と前記合焦評価値とを比較し、前記合焦評価値が前記判定閾値を下回ったとき、前記合焦評価値が最大値となった時の前記フォーカスレンズの位置を、合焦位置と判定する合焦位置判定手段と、
該合焦位置に前記フォーカスレンズを制御する合焦制御手段と
を備えた撮像装置。
かかる撮像装置では、ゲインの大きさによって、合焦判定値は影響を受けるので、ゲインの大きさによって係数αの値を修正することにより、こうした影響を抑制することができる。例えば、ゲインが大きい場合にはノイズも大きくなりやすいので、係数αを、ゲインが大きいほど小さく修正することにより、ノイズの影響を抑制することができる。
A.実施例:
A−1.デジタルビデオカメラ10の概略構成:
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遠隔会議用カメラであり、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、出力インターフェース600を備えている。
図2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、バリエータレンズ120及びコンペンセータレンズ150を初期位置に移動させる(ステップS710)。ここでの初期位置は、一般的に焦点が合う可能性が高いと予想されるレンズの位置であり、ROM450に記憶されたメーカー設定の初期位置である。ただし、ユーザの利用履歴等に基づいて、ユーザが頻繁に利用する撮像条件に適したレンズの位置を書き換え可能な不揮発性メモリに記憶しておき、当該位置に移動させる構成としてもよい。また、ステップS710は、オートフォーカス処理として行うことに限らず、デジタルビデオカメラ10の電源を入れて撮像を開始する時に、オートフォーカス処理の開始に先立って実行してもよい。こうすれば、オートフォーカス処理を高速化することができる。
TH=α×β×AFmax・・・(1)
B.変形例:
B−1.変形例1:
上述の実施形態においては、移動速度Vjに基づく調整係数α及びAGCゲインGjに基づく調整係数βを閾値係数算出関数455によって算出する構成としたが、調整係数α,βの算出方法は、関数を用いる方法に限られるものではない。例えば、移動速度Vjと調整係数α、AGCゲインGjと調整係数βとをそれぞれ対応付けたテーブルをROM450などに記憶しておき、マイクロコンピュータ400が当該テーブルを参照して、取得した移動速度Vj及びAGCゲインGjに応じた調整係数α,βを設定する構成としてもよい。
上述の実施形態においては、閾値THは、移動速度Vj及びAGCゲインGjをパラメータとして設定する構成としたが、閾値THは、少なくとも移動速度Vjをパラメータとして設定すればよい。例えば、処理を高速化したい場合、マニュアル設定によってAGCゲインが固定されているような場合、AGCゲインの違いによるノイズの大きさの変化が無視できる場合などには、移動速度Vjのみをパラメータとして、次式(2)により閾値THを設定してもよい。
TH=α×AFmax・・・(2)
上述の実施形態においては、以下に再掲する式(1)により、閾値THを設定する構成としたが、閾値THの算出式は、かかる例に限るものではなく、少なくとも移動速度Vjに基づいて定まる調整係数αを用いて動的に設定するものであればよい。例えば、次式(3)や次式(4)により、閾値THを設定してもよい。なお、調整係数α,βの設定方法は、上述の実施形態と同様である。
TH=α×β×AFmax・・・(1)
TH=α×β×(AFmax−AFoff)+AFoff・・・(3)
TH=α×(AFmax−AFoff)+AFoff・・・(4)
上述のオートフォーカス処理においては、ステップS730でAF評価値AFjを取得する度に、ステップS760において閾値THを設定し直す構成としたが、ステップS750で取得した移動速度VjやAGCゲインGjの値に応じて、閾値THを設定し直すか否かを決定する構成としてもよい。例えば、移動速度VjやAGCゲインGjの値が、前回のステップS750で取得した移動速度VjやAGCゲインGjの値との差がない場合や、当該差が所定値以内である場合には、閾値THの設定を省略し、前回のステップS760において設定した閾値THを用いて、ステップS770の合焦判定を行ってもよい。こうすれば、合焦判定に大きな影響を与えない範囲での閾値THの変化しかないことが明らかな場合まで、閾値THを設定し直す必要がなく、処理を高速化できる。
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
410…フォーカス速度検出部
420…カメラゲイン検出部
430…判定閾値設定部
440…合焦位置判定部
450…ROM
455…閾値係数算出関数
460…RAM
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…出力インターフェース
Claims (6)
- 合焦状態を調整するフォーカスレンズを備えた光学系を有する撮像装置であって、
前記光学系により得られた光学像を映像信号に変換する撮像手段と、
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、少なくとも、前記光学系を介して得られた光学像に含まれる高周波成分を含む帯域の信号の強度を合焦評価値として抽出する合焦評価値抽出手段と、
前記光学系の前記フォーカスレンズを前記合焦評価値が増大する方向への移動を開始し、前記移動に伴って前記検出される合焦評価値の最大値を保持する最大値保持手段と、
前記合焦評価値を検出する際の前記フォーカスレンズの移動速度に基づく割合だけ、前記最大値を小さくした値として、判定閾値を設定する判定閾値設定手段と、
前記設定された判定閾値と前記合焦評価値とを比較し、前記合焦評価値が前記判定閾値を下回ったとき、前記合焦評価値が最大値となった時の前記フォーカスレンズの位置を、合焦位置と判定する合焦位置判定手段と、
を備えた撮像装置。 - 請求項1記載の撮像装置であって、
前記判定閾値設定手段は、前記判定閾値を、
判定閾値=α×最大値
として決定し、前記係数αを、前記フォーカスレンズの移動速度が高いほど大きな値(但し、αは値1未満)として設定する撮像装置。 - 請求項1記載の撮像装置であって、
前記合焦評価値が、前記フォーカスレンズの所定範囲での移動によっても変化しない位置で検出された前記合焦評価値をオフセット値として学習する学習手段を備えると共に、
前記判定閾値設定手段は、前記判定閾値を、
判定閾値=α×(最大値−オフセット値)+オフセット値
として決定し、前記係数αを、前記フォーカスレンズの移動速度が高いほど大きな値(但し、αは値1未満)として設定する撮像装置。 - 請求項1ないし請求項3のいずれか記載の撮像装置であって、
前記判定閾値設定手段は、前記係数αの値を、前記ゲインの大きさによって修正する撮像装置。 - 請求項1ないし請求項4のいずれか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に含まれる前記フォーカス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、
前記フォーカスレンズを移動する移動用アクチュエータと
を備える撮像装置。 - 合焦状態を調整するフォーカスレンズを備えた光学系を用いて撮像装置の焦点を調節する方法であって、
前記光学系により得られた光学像を映像信号に変換し、
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、少なくとも、前記光学系を介して得られた光学像に含まれる高周波成分を含む帯域の信号の強度を合焦評価値として抽出し、
前記光学系の前記フォーカスレンズを前記合焦評価位置が増大する方向への移動を開始し、前記移動に伴って前記検出される合焦評価値の最大値を保持し、
前記合焦評価値を検出する際の前記フォーカスレンズの移動速度に基づく割合だけ、前記最大値を小さくした値として、判定閾値を設定し、
前記設定された判定閾値と前記合焦評価値とを比較し、前記合焦評価値が前記判定閾値を下回ったとき、前記合焦評価値が最大値となった時の前記フォーカスレンズの位置を、合焦位置と判定し、
該合焦の位置に向けて、前記フォーカスレンズの移動を開始することで、前記焦点調整の動作を繰り返す
焦点調節方法。
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