JP5948076B2 - フォーカス制御装置、内視鏡装置及びフォーカス制御方法 - Google Patents
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Description
本発明の第1の実施形態に係る内視鏡システムについて、図1を用いて説明する。本実施形態に係る内視鏡システムは、光源部100と、撮像部200と、処理部300と、表示部400と、外部I/F部500と、操作部600を備えている。
次に、本発明の第2の実施形態に係る内視鏡システムについて説明する。図8は本実施形態における操作部600の一例を示した図である。本実施形態において、操作部600は例えば撮像部200と一体化して構成されており、AFボタン620とズームボタン630を備えている。その他の構成は、第1の実施形態と同様である。
次に、第3の実施形態に係る内視鏡システムについて、図10をもちいて説明する。図示しない本実施形態の操作部600は、例えばズームレバー610を備えており、AFボタン620が省略された構成になっている。操作部600から出力された情報は、ズームレンズ制御部320に出力され、フォーカスレンズ制御部330には出力されない。その他の構成は、第1の実施形態と同じである。
以上でも述べたように、内視鏡装置では被写体に近づいて拡大させて観察する場面が多く、拡大観察時には生体の動きやスコープ先端のブレにより静止した画像を得ることが難しい。そこで、内視鏡装置においてもオートフォーカス(AF)が必要とされるようになってきた。
次に、レンズ二群駆動でありコントラストAFを行う第5の実施形態について説明する。図13に、第5の実施形態における内視鏡装置の構成例を示す。
次に、コンティニュアスAFモードがオフの場合に固定焦点となる第6の実施形態について説明する。図14に、第6の実施形態における内視鏡装置の構成例を示す。
位相差検出用素子が設けられた撮像素子14、及びその撮像素子14を用いた位相差AF手法について説明する。なお、本実施形態が行う位相差AFは、以下で述べる手法に限定されず、例えば眼鏡レンズにより瞳分割を行う手法など種々の位相差AF手法を採用できる。
G/(F+d)=S/d (1)
d=F・S/(G−S) (2)
R=可動レンズの移動量/像位置の移動量 (3)
D=−R・d (4)
20 A/D変換部、30 信号処理部、35 フォーカス制御部、
40 位相差算出部、42 コントラスト算出部、44 合焦位置決定部、
50 駆動部、52 フォーカスレンズ制御部、54 ズームレンズ制御部、
60 切り替え部、70 出力部、80 制御部、82 ズーム倍率設定部、
90 I/F部、
100 光源部、110 白色光源、120 集光レンズ、200 撮像部、
210 ライトガイドファイバ、220 照明レンズ、230 対物レンズ系、
240 ズームレンズ、250 フォーカスレンズ、260 ズームレンズ駆動部、
270 フォーカスレンズ駆動部、280 撮像素子、300 処理部、
310 AD変換部、320 ズームレンズ制御部、330 フォーカスレンズ制御部、
331 観察モード判定部、332 フォーカスレンズ位置決定部、
333 AF制御部、340 画像処理部、350 制御部、400 表示部、
500 外部I/F部、600 操作部、610 ズームレバー、
620 AFボタン、630 ズームボタン、
Dt,Dw,Dz 所定の位置
Claims (22)
- 光学倍率を調整するズームレンズを少なくとも含む撮像光学系のフォーカス制御を行うとともに、前記撮像光学系の焦点モードの設定制御を行うフォーカス制御部と、
前記撮像光学系を介して画像を取得する画像取得部と、
を含み、
前記焦点モードは、固定焦点モード及びAF(Auto-Focus)モードを有し、
前記フォーカス制御部は、
広角端と望遠端の間に位置する基準点に対して、前記ズームレンズの位置が広角側であるか望遠側であるかに応じて、前記固定焦点モード及び前記AFモードの切り替え制御を行い、
前記フォーカス制御部は、
前記ズームレンズの位置が前記基準点よりも広角側である場合には、前記焦点モードとして、前記ズームレンズの位置に応じた所定の距離に合焦被写体距離を設定する前記固定焦点モードを選択し、
前記ズームレンズの位置が前記基準点よりも望遠側である場合には、前記固定焦点モードと前記AFモードの切り替え制御を行い、
前記フォーカス制御部は、
前記焦点モードとして前記固定焦点モードが選択された状態において前記ズームレンズの位置が広角側から望遠側に移動した場合には、前記合焦被写体距離が単調減少するように前記フォーカス制御を行うことを特徴とするフォーカス制御装置。 - 光学倍率を調整するズームレンズを少なくとも含む撮像光学系のフォーカス制御を行うとともに、前記撮像光学系の焦点モードの設定制御を行うフォーカス制御部と、
前記撮像光学系を介して画像を取得する画像取得部と、
を含み、
前記焦点モードは、固定焦点モード及びAF(Auto-Focus)モードを有し、
前記フォーカス制御部は、
広角端と望遠端の間に位置する基準点に対して、前記ズームレンズの位置が広角側であるか望遠側であるかに応じて、前記固定焦点モード及び前記AFモードの切り替え制御を行い、
前記フォーカス制御部は、
前記ズームレンズの位置が前記基準点よりも広角側である場合には、前記焦点モードとして、前記ズームレンズの位置に応じた所定の距離に合焦被写体距離を設定する前記固定焦点モードを選択し、
前記ズームレンズの位置が前記基準点よりも望遠側である場合には、前記焦点モードとして、前記AFモードを選択する制御を行い、
前記フォーカス制御部は、
前記焦点モードとして前記固定焦点モードが選択された状態において前記ズームレンズの位置が広角側から望遠側に移動した場合には、前記合焦被写体距離が単調減少するように前記フォーカス制御を行うことを特徴とするフォーカス制御装置。 - 請求項1において、
前記フォーカス制御部は、
前記ズームレンズの位置が前記基準点よりも望遠側である状態においてAF開始信号が入力された場合には、前記焦点モードを前記AFモードに設定し、前記ズームレンズの位置が前記基準点よりも望遠側である状態において前記AF開始信号が入力されなかった場合には、前記焦点モードを前記固定焦点モードに設定する制御を行うことを特徴とするフォーカス制御装置。 - 請求項3において、
前記フォーカス制御部は、
前記ズームレンズの位置が前記基準点よりも広角側である場合には、前記AF開始信号が入力された場合にも、前記焦点モードを前記固定焦点モードに設定することを特徴とするフォーカス制御装置。 - 請求項2において、
前記フォーカス制御部は、
前記焦点モードとして前記AFモードが選択された状態において前記ズームレンズが前記基準点よりも広角側に移動した場合には、前記AFモードを終了し、前記焦点モードを前記固定焦点モードに設定することを特徴とするフォーカス制御装置。 - 請求項1又は2において、
前記フォーカス制御部は、
前記焦点モードとして前記AFモードが選択された場合には、シングルAFを実行する制御を行うことを特徴とするフォーカス制御装置。 - 請求項1又は2において、
前記フォーカス制御部は、
前記焦点モードとして前記AFモードが選択された場合には、コンティニュアスAFを実行する制御を行うことを特徴とするフォーカス制御装置。 - 請求項1又は2において、
前記フォーカス制御部は、
前記AFモードにおいて、位相差に基づくAF制御を行うことを特徴とするフォーカス制御装置。 - 請求項8において、
前記撮像光学系は、
前記位相差を検出するための位相差検出用素子を更に有し、
前記フォーカス制御部は、
前記位相差検出用素子からの信号に基づいて前記位相差を算出する位相差算出部を有し、
前記フォーカス制御部は、
算出された前記位相差に基づいて、被写体像を合焦させる制御を行うことを特徴とするフォーカス制御装置。 - 請求項1又は2において、
前記フォーカス制御部は、
前記AFモードを終了するときに、前記広角側の所定の位置に前記ズームレンズを設定することを特徴とするフォーカス制御装置。 - 請求項1又は2において、
前記撮像光学系は、
フォーカスレンズを更に有し、
前記フォーカス制御部は、
前記フォーカスレンズの位置を調整することで前記フォーカス制御を行うことを特徴とするフォーカス制御装置。 - 請求項11において、
前記フォーカス制御部は、
前記固定焦点モードにおいて、前記ズームレンズの位置に応じた所定の位置に前記フォーカスレンズを設定することを特徴とするフォーカス制御装置。 - 請求項11において、
前記フォーカス制御部は、
前記焦点モードとして前記固定焦点モードが選択された場合に、前記フォーカスレンズの位置を所与の基準位置に固定することを特徴とするフォーカス制御装置。 - 請求項11において、
前記ズームレンズの位置を制御するズームレンズ制御部を含み、
前記ズームレンズ制御部は、
前記ズームレンズの位置を連続的に制御することを特徴とするフォーカス制御装置。 - 請求項11において、
前記ズームレンズの位置を制御するズームレンズ制御部を含み、
前記ズームレンズ制御部は、
前記ズームレンズの位置を離散的に制御することを特徴とするフォーカス制御装置。 - 請求項15において、
前記ズームレンズ制御部は、
離散的な前記ズームレンズの位置として、前記基準点よりも広角側の位置である第1のズームレンズ位置及び前記基準点よりも望遠側の位置である第2のズームレンズ位置のいずれかを選択する制御を行い、
前記フォーカス制御部は、
前記ズームレンズが前記第1のズームレンズ位置にあるか或いは前記第2のズームレンズ位置にあるかに応じて、前記固定焦点モード及び前記AFモードの切り替え制御を行うことを特徴とするフォーカス制御装置。 - 請求項1又は2において、
前記フォーカス制御部は、
前記ズームレンズの位置を調整することで前記フォーカス制御を行うことを特徴とするフォーカス制御装置。 - 請求項17において、
前記光学倍率を設定するズーム倍率設定部を含み、
前記フォーカス制御部は、
前記固定焦点モードにおいて、前記ズームレンズの位置を、前記光学倍率に対応する位置に設定することを特徴とするフォーカス制御装置。 - 光学倍率を調整するズームレンズを少なくとも含む撮像光学系と、
前記撮像光学系で結像された被写体像に対応する画像を生成する撮像素子と、
前記撮像光学系のフォーカス制御を行うとともに、前記撮像光学系の焦点モードの設定制御を行うフォーカス制御部と、
を含み、
前記焦点モードは、固定焦点モード及びAF(Auto-Focus)モードを有し、
前記フォーカス制御部は、
広角端と望遠端の間に位置する基準点に対して、前記ズームレンズの位置が広角側であるか望遠側であるかに応じて、前記固定焦点モード及び前記AFモードの切り替え制御を行い、
前記フォーカス制御部は、
前記ズームレンズの位置が前記基準点よりも広角側である場合には、前記焦点モードとして、前記ズームレンズの位置に応じた所定の距離に合焦被写体距離を設定する前記固定焦点モードを選択し、
前記ズームレンズの位置が前記基準点よりも望遠側である場合には、前記固定焦点モードと前記AFモードの切り替え制御を行い、
前記フォーカス制御部は、
前記焦点モードとして前記固定焦点モードが選択された状態において前記ズームレンズの位置が広角側から望遠側に移動した場合には、前記合焦被写体距離が単調減少するように前記フォーカス制御を行うことを特徴とする内視鏡装置。 - 光学倍率を調整するズームレンズを少なくとも含む撮像光学系と、
前記撮像光学系で結像された被写体像に対応する画像を生成する撮像素子と、
前記撮像光学系のフォーカス制御を行うとともに、前記撮像光学系の焦点モードの設定制御を行うフォーカス制御部と、
を含み、
前記焦点モードは、固定焦点モード及びAF(Auto-Focus)モードを有し、
前記フォーカス制御部は、
広角端と望遠端の間に位置する基準点に対して、前記ズームレンズの位置が広角側であるか望遠側であるかに応じて、前記固定焦点モード及び前記AFモードの切り替え制御を行い、
前記フォーカス制御部は、
前記ズームレンズの位置が前記基準点よりも広角側である場合には、前記焦点モードとして、前記ズームレンズの位置に応じた所定の距離に合焦被写体距離を設定する前記固定焦点モードを選択し、
前記ズームレンズの位置が前記基準点よりも望遠側である場合には、前記焦点モードとして、前記AFモードを選択する制御を行い、
前記フォーカス制御部は、
前記焦点モードとして前記固定焦点モードが選択された状態において前記ズームレンズの位置が広角側から望遠側に移動した場合には、前記合焦被写体距離が単調減少するように前記フォーカス制御を行うことを特徴とする内視鏡装置。 - 光学倍率を調整するズームレンズを少なくとも含む撮像光学系におけるフォーカス制御方法であって、
前記撮像光学系の焦点モードが、固定焦点モード及びAF(Auto-Focus)モードを有する場合に、
広角端と望遠端の間に位置する基準点に対して、前記ズームレンズの位置が前記基準点よりも広角側である場合には、前記焦点モードとして、前記ズームレンズの位置に応じた所定の距離に合焦被写体距離を設定する前記固定焦点モードを選択し、
前記ズームレンズの位置が前記基準点よりも望遠側である場合には、前記固定焦点モードと前記AFモードの切り替え制御を行い、
前記焦点モードとして前記固定焦点モードが選択された状態において前記ズームレンズの位置が広角側から望遠側に移動した場合には、前記合焦被写体距離が単調減少するようにフォーカス制御を行うことを特徴とするフォーカス制御方法。 - 光学倍率を調整するズームレンズを少なくとも含む撮像光学系におけるフォーカス制御方法であって、
前記撮像光学系の焦点モードが、固定焦点モード及びAF(Auto-Focus)モードを有する場合に、
広角端と望遠端の間に位置する基準点に対して、前記ズームレンズの位置が前記基準点よりも広角側である場合には、前記焦点モードとして、前記ズームレンズの位置に応じた所定の距離に合焦被写体距離を設定する前記固定焦点モードを選択し、
前記ズームレンズの位置が前記基準点よりも望遠側である場合には、前記焦点モードとして、前記AFモードを選択する制御を行い、
前記焦点モードとして前記固定焦点モードが選択された状態において前記ズームレンズの位置が広角側から望遠側に移動した場合には、前記合焦被写体距離が単調減少するようにフォーカス制御を行うことを特徴とするフォーカス制御方法。
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