JP6041752B2 - Camera focus adjustment device - Google Patents

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Description

本発明は、撮像素子がCCD又はCMOSで、且つ、焦点調整機構が手動式のカメラを画像処理装置等に組み付ける前に、上記カメラの焦点を事前に調整しておくためのカメラ焦点調整装置に関する。   The present invention relates to a camera focus adjustment apparatus for adjusting the focus of the camera in advance before assembling a camera with an image pickup device of CCD or CMOS and a focus adjustment mechanism of a manual type into an image processing apparatus or the like. .

近年、例えば、予め決められた所定の位置の被撮影体を撮影してその撮影画像を処理する画像処理装置が知られ、該画像処理装置は、被撮影体を撮影する機器として撮像素子がCCD又はCMOSであるカメラを組み付けるのが一般的である。上記カメラの組付位置は、被撮影体の撮影位置に対して決まっているので、焦点調整機構が手動式の安価なカメラを用意して事前に撮影距離に対応する位置に焦点を手動で合わせておいたものを組み付けることで装置の製造コストを抑えることができる。   2. Description of the Related Art In recent years, for example, an image processing apparatus that captures an object to be photographed at a predetermined position and processes the photographed image is known. Or, a camera that is a CMOS is generally assembled. Since the camera mounting position is determined with respect to the shooting position of the subject, the focus adjustment mechanism manually prepares an inexpensive camera and manually focuses on the position corresponding to the shooting distance in advance. The manufacturing cost of the apparatus can be reduced by assembling what has been stored.

ところで、焦点調整機構が手動式のカメラでは、焦点位置が被撮影体に対して奥側及び手前側のどちら側にずれているのか分からないので、合焦範囲となる位置に基準物を置いて当該基準物を実際に撮影し、撮影画像を見ながら焦点調整機構で焦点を合わす必要があり、特に、上述の如き画像処理装置を量産する場合において、製造する画像処理装置毎にカメラの合焦作業を行う必要があり煩雑であった。   By the way, in a camera with a manual focus adjustment mechanism, it is not known whether the focal position is shifted to the back side or the near side with respect to the object to be photographed. It is necessary to actually shoot the reference object and focus on the focus adjustment mechanism while looking at the captured image. In particular, when mass-producing the image processing apparatus as described above, the camera is focused on each image processing apparatus to be manufactured. It was necessary and complicated to work.

これを回避するために、例えば、特許文献1の如きカメラ焦点調整装置を利用して事前に各カメラの焦点を合わすことが考えられる。   In order to avoid this, for example, it is conceivable that each camera is focused in advance by using a camera focus adjustment device such as that disclosed in Patent Document 1.

特許文献1では、撮影画像の一列に並ぶ各画素xn(n=1、2、・・・)の輝度値fn(xn)から隣り合う画素間の微分値fn(xn)’を演算した後、各微分値fn(xn)’の絶対値における所定の階級毎の度数分布(ヒストグラム)を演算するようになっている。そして、演算した各階級の度数に各階級の値を掛け合わせて合計した値を合焦評価値Pとし、演算した合焦評価値Pがカメラの焦点が合焦範囲であるときの合焦評価値P’に近づくようカメラの焦点調整機構を調整するようにしている。 In Patent Document 1, a differential value f n (x n ) ′ between adjacent pixels from a luminance value f n (x n ) of each pixel x n (n = 1, 2,...) Arranged in a line of a captured image. Then, a frequency distribution (histogram) for each predetermined class in the absolute value of each differential value f n (x n ) ′ is calculated. A value obtained by multiplying the calculated frequency of each class by the value of each class is defined as a focus evaluation value P, and the calculated focus evaluation value P is a focus evaluation when the focus of the camera is in the focus range. The focus adjustment mechanism of the camera is adjusted so as to approach the value P ′.

特開2008−83267号公報(段落0013〜0042欄、図1〜9)JP 2008-83267 A (paragraphs 0013 to 0042, FIGS. 1 to 9)

しかし、特許文献1では、度数分布を演算する際に、撮影画像の各画素から得られるデータをそのまま使うのではなく、隣り合う画素同士の間で微分演算を順次行った後、度数分布の演算を行っている。したがって、装置の演算処理回数が多くなって演算処理得部分に大きな負荷がかかって演算速度が遅くなり、ひいては、合焦作業に多くの時間がかかってしまうおそれがある。   However, in Patent Document 1, when calculating the frequency distribution, the data obtained from each pixel of the captured image is not used as it is, but the differential calculation is sequentially performed between adjacent pixels, and then the frequency distribution is calculated. It is carried out. Therefore, the number of calculation processes of the apparatus increases, and a large load is applied to the calculation process acquisition part, the calculation speed is slowed down, and as a result, the focusing work may take a lot of time.

本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、装置の演算処理が速く、各カメラの合焦作業にかかる時間が短いカメラ焦点調整装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a camera focus adjustment device in which the arithmetic processing of the device is fast and the time required for the focusing operation of each camera is short. is there.

上記の目的を達成するために、撮影画像の隣り合う画素同士の間で微分演算しないようにしたことを特徴とする。   In order to achieve the above object, the differential operation is not performed between adjacent pixels of the captured image.

具体的には、撮像素子がCCD又はCMOSで、且つ、レンズの焦点調整機構が手動式のカメラの焦点を調整するためのカメラ焦点調整装置を対象とし、次のような解決手段を講じた。   Specifically, the following solution was taken for a camera focus adjustment device for adjusting the focus of a camera whose imaging element is a CCD or CMOS and whose lens focus adjustment mechanism is a manual type.

すなわち、第1の発明では、上記カメラを着脱可能に固定する固定具と、該固定具に固定された上記カメラに対向配置され、白黒チャート面を有する被撮影体と、上記カメラに着脱可能に接続され、当該カメラに作動信号を出力して上記被撮影体を撮影する制御手段とを備え、該制御手段は、R値、B値及びG値のいずれか1つを色強度として選択し、上記カメラで撮影した撮影画像における各画素の色強度が、X1<X2(X1,X2は所定の整数)としたときに、0〜X1の範囲のものを黒色側領域に属すると、X2〜255の範囲のものを白色側領域に属するとしてそれぞれ仕分ける仕分部と、撮影画像における各画素の色強度の度数分布から上記仕分部で白色側領域に仕分けされた各画素の白色側平均色強度Yと黒色側領域に仕分けされた各画素の黒色側平均色強度Zとをそれぞれ演算するとともに、白色側平均色強度Y及び黒色側平均色強度Zの比率H=Z/Yを演算する比率演算部と、上記比率Hに対応する上記カメラの焦点の位置が記憶された記憶部と、上記比率Hに対応する上記記憶部で記憶されたカメラの焦点の位置に基づいて上記カメラの焦点が合焦範囲となるためのレンズ移動量Dを演算するレンズ移動量演算部とを備えていることを特徴とする。 That is, according to the first aspect of the present invention, a fixture for detachably fixing the camera, a to-be-photographed object having a black and white chart surface disposed opposite to the camera fixed to the fixture, and detachable from the camera. And a control means for outputting an operation signal to the camera and photographing the object to be photographed, the control means selecting any one of R value, B value and G value as color intensity, When the color intensity of each pixel in the photographed image taken by the camera is X 1 <X 2 (X 1 and X 2 are predetermined integers), those in the range of 0 to X 1 belong to the black side region. And a sorting unit that classifies each pixel in the range of X 2 to 255 as belonging to the white side region, and the white color of each pixel sorted into the white side region by the sorting unit from the frequency distribution of the color intensity of each pixel in the captured image Sorted into side average color intensity Y and black side area The ratio calculation unit for calculating the ratio H = Z / Y of the white side average color intensity Y and the black side average color intensity Z and the ratio H A lens for storing the focal point of the camera based on the position of the focal point of the camera stored in the storage unit corresponding to the ratio H, and a storage unit storing the corresponding focal point of the camera And a lens movement amount calculation unit for calculating the movement amount D.

第2の発明では、第1の発明において、上記白黒チャート面は、上記カメラの合焦範囲の最大位置と最小位置とにそれぞれ設けられ、上記比率演算部は、上記白黒チャート面毎の比率Hを演算し、上記レンズ移動量演算部は、上記比率演算部で演算した各比率Hを比較して上記焦点調整機構のレンズの移動方向を演算するよう構成されていることを特徴とする。   According to a second invention, in the first invention, the black and white chart surface is provided at each of a maximum position and a minimum position of a focusing range of the camera, and the ratio calculation unit is configured to generate a ratio H for each black and white chart surface. And the lens movement amount calculation unit is configured to calculate the lens movement direction of the focus adjusting mechanism by comparing the ratios H calculated by the ratio calculation unit.

第3の発明では、第2の発明において、上記焦点調整機構に着脱可能に取り付けられ、該焦点調整機構を駆動させてレンズを移動させる駆動手段を備え、上記制御手段は、上記駆動手段に接続され、上記レンズ移動量演算部で演算したレンズ移動量Dとレンズの移動方向とに基づき上記駆動手段に作動信号を出力して上記カメラの焦点を上記合焦範囲まで移動させることを特徴とする。   According to a third invention, in the second invention, there is provided drive means for detachably attaching to the focus adjustment mechanism, driving the focus adjustment mechanism to move the lens, and the control means is connected to the drive means. And an operation signal is output to the driving means based on the lens movement amount D calculated by the lens movement amount calculation unit and the lens movement direction, and the focus of the camera is moved to the in-focus range. .

第1の発明では、特許文献1の如き隣り合う画素同士で順次微分演算したものを度数分布にして処理するのではなく、撮影画像の各画素が持つデータをそのまま度数分布にして処理するので、特許文献1の如き装置に比べて合焦作業にかかる時間を短縮することができる。   In the first invention, instead of processing a differential distribution of adjacent pixels as in Patent Document 1 as a frequency distribution, the data of each pixel of the captured image is processed as it is as a frequency distribution. Compared with an apparatus such as that disclosed in Patent Document 1, the time required for focusing can be shortened.

第2の発明では、カメラの焦点を合わせるためのレンズの移動方向が分かるので、カメラの焦点を合わせる際に、レンズの移動方向を間違えて焦点調整機構の操作を複数回行うといったことを回避することができ、合焦作業にかかる時間をさらに短縮することができる。   In the second invention, since the moving direction of the lens for focusing the camera is known, it is avoided that the focusing mechanism is operated a plurality of times with the wrong lens moving direction when the camera is focused. And the time required for the focusing operation can be further shortened.

第3の発明では、自動でカメラの焦点を合わすことができるので、合焦作業が簡単になり、作業者の負担を減らすことができる。   In the third invention, since the camera can be automatically focused, the focusing operation is simplified and the burden on the operator can be reduced.

本発明の実施形態に係るカメラ焦点調整装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the camera focus adjustment apparatus which concerns on embodiment of this invention. (a)は、カメラの合焦範囲にある被撮影体を撮影した画像を、(b)は、(a)の最小深度に対応する位置に配置された白黒チャート面の撮影画像における画素の色強度分布のグラフを、(c)は、(a)の最大深度に対応する位置に配置された白黒チャート面の撮影画像における画素の色強度分布のグラフを示す。(A) is an image obtained by photographing an object in the focusing range of the camera, and (b) is a pixel color in a photographed image of a black and white chart surface arranged at a position corresponding to the minimum depth of (a). (C) shows a graph of intensity distribution of pixels in a captured image of a black and white chart surface arranged at a position corresponding to the maximum depth of (a). (a)は、最小深度の白黒チャート面のみがカメラの合焦範囲にある被撮影体を撮影した画像を、(b)は、(a)の最小深度に対応する位置に配置された白黒チャート面の撮影画像における画素の色強度分布のグラフを、(c)は、(a)の最大深度に対応する位置に配置された白黒チャート面の撮影画像における画素の色強度分布のグラフを示す。(A) is a black and white chart arranged at a position corresponding to the minimum depth of (a), (b) is an image obtained by photographing a subject whose only black and white chart surface of the minimum depth is within the focusing range of the camera. A graph of the color intensity distribution of pixels in the captured image of the surface, (c) shows a graph of the color intensity distribution of pixels in the captured image of the black and white chart surface arranged at the position corresponding to the maximum depth of (a). (a)は、最大深度の白黒チャート面のみがカメラの合焦範囲にある被撮影体を撮影した画像を、(b)は、(a)の最小深度に対応する位置に配置された白黒チャート面の撮影画像における画素の色強度分布のグラフを、(c)は、(a)の最大深度に対応する位置に配置された白黒チャート面の撮影画像における画素の色強度分布のグラフを示す。(A) is an image obtained by photographing a subject whose only black-and-white chart surface of the maximum depth is within the focusing range of the camera, and (b) is a black-and-white chart arranged at a position corresponding to the minimum depth of (a). A graph of the color intensity distribution of pixels in the captured image of the surface, (c) shows a graph of the color intensity distribution of pixels in the captured image of the black and white chart surface arranged at the position corresponding to the maximum depth of (a).

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The following description of the preferred embodiment is merely exemplary in nature.

図1は、本発明の実施形態に係るカメラ焦点調整装置1を示す。該カメラ焦点調整装置1は、撮像素子10bがCMOSで、且つ、レンズ10cの位置を移動させて焦点を調整する焦点調整機構10aが手動式であるカメラ10を図示しない画像処理装置に組み付ける前に上記カメラ10の焦点を事前に調整しておくためのものである。   FIG. 1 shows a camera focus adjusting apparatus 1 according to an embodiment of the present invention. The camera focus adjusting apparatus 1 is configured to mount the camera 10 in which the image pickup device 10b is a CMOS and the focus adjusting mechanism 10a for adjusting the focus by moving the position of the lens 10c is a manual type to an image processing apparatus (not shown). This is for adjusting the focus of the camera 10 in advance.

上記カメラ焦点調整装置1は、上記カメラ10を着脱可能に固定する固定具2と、該固定具2に固定された上記カメラ10に対向配置された被撮影体3と、上記焦点調整機構10aに着脱可能に取り付けられ、該焦点調整機構10aを駆動させる駆動装置(駆動手段)4と、上記カメラ10及び上記駆動装置4に接続された制御部(制御手段)5と、該制御部5に接続されたモニタ6とを備えている。   The camera focus adjustment device 1 includes a fixture 2 that detachably fixes the camera 10, a subject 3 that is disposed facing the camera 10 that is fixed to the fixture 2, and a focus adjustment mechanism 10a. A drive device (drive means) 4 that is detachably attached and drives the focus adjustment mechanism 10 a, a control unit (control means) 5 connected to the camera 10 and the drive device 4, and a connection to the control unit 5 The monitor 6 is provided.

上記被撮影体3は、碁盤目状の白黒チャート面3a、3b(図2〜4参照)を備え、白黒チャート面3aは、上記固定具2に固定されたカメラ10の合焦範囲の最小位置に配置される一方、白黒チャート面3bは、上記固定具2に固定されたカメラ10の合焦範囲の最大位置に配置されている。尚、図2(a)〜図4(a)の上半部分に写っている白黒チャート面は、合焦範囲の異なるカメラの合焦作業に使用するためのものであり、本実施形態では使用しない。   The subject 3 includes a grid-like black and white chart surface 3 a, 3 b (see FIGS. 2 to 4), and the black and white chart surface 3 a is the minimum position of the focusing range of the camera 10 fixed to the fixture 2. On the other hand, the black-and-white chart surface 3b is arranged at the maximum position in the focusing range of the camera 10 fixed to the fixture 2. Note that the black and white chart surface shown in the upper half of FIGS. 2A to 4A is used for focusing work of a camera having a different focusing range, and is used in this embodiment. do not do.

上記制御部5は、上記カメラ10に作動信号を出力して上記被撮影体3を撮影するようになっていて、白黒チャート面3a、3b毎に演算処理を行う仕分部5a及び比率演算部5bを備えている。   The control unit 5 outputs an operation signal to the camera 10 to photograph the object to be imaged 3, and a sorting unit 5a and a ratio calculation unit 5b that perform calculation processing for each of the black and white chart surfaces 3a and 3b. It has.

上記仕分部5aは、白黒チャート面3a、3bにおいて、R値、B値及びG値のうちR値を色強度として選択し、上記カメラ10で撮影した撮影画像の所定の領域における各画素の色強度が、0〜65の範囲のものを黒色側領域に属すると、110〜255の範囲のものを白色側領域に属するとしてそれぞれ仕分けるようになっている。   The sorting unit 5a selects the R value among the R value, the B value, and the G value as the color intensity on the black and white chart surfaces 3a and 3b, and the color of each pixel in a predetermined region of the photographed image taken by the camera 10 When the intensity is in the range of 0 to 65 and belongs to the black side region, the range of 110 to 255 is classified as belonging to the white side region.

尚、本実施形態では、各画素の色強度が、0〜65の範囲のものを黒色側領域に属するとし、110〜255の範囲のものを白色側領域に属するとしているが、これらの範囲は任意に設定することができ、X1<X2(X1,X2は所定の整数)としたときに、0〜X1の範囲のものを黒色側領域に属すると、X2〜255の範囲のものを白色側領域に属するとして仕分けることができる。 In the present embodiment, the color intensity of each pixel in the range of 0 to 65 belongs to the black side region, and the range of 110 to 255 belongs to the white side region. can be set arbitrarily, X 1 <when X 2 where (X 1, X 2 are predetermined integer) was, as belonging to a range of 0 to X 1 on the black side region, the X 2 to 255 Those in the range can be classified as belonging to the white side region.

上記比率演算部5bは、上記白黒チャート面3aにおいて、図2(b)乃至図4(b)に示すように、撮影画像の所定の領域における各画素の色強度の度数分布から上記仕分部5aで白色側領域に仕分けされた画素の白色側平均色強度Y1と黒色側領域に仕分けされた画素の黒色側平均色強度Z1とをそれぞれ演算するようになっている。 As shown in FIGS. 2 (b) to 4 (b), the ratio calculation unit 5b is arranged on the black-and-white chart surface 3a from the frequency distribution of the color intensity of each pixel in a predetermined region of the photographed image. Thus, the white side average color intensity Y 1 of the pixels sorted into the white side area and the black side average color intensity Z 1 of the pixels sorted into the black side area are respectively calculated.

また、上記比率演算部5bは、上記白黒チャート面3aと同様に上記白黒チャート面3bにおいて、図2(c)乃至図4(c)に示すように、撮影画像の所定の領域における各画素の色強度の度数分布から上記仕分部5aで白色側領域に仕分けされた画素の白色側平均色強度Y2と黒色側領域に仕分けされた画素の黒色側平均色強度Z2とをそれぞれ演算するようになっている。 In addition, the ratio calculation unit 5b, as with the black-and-white chart surface 3a, on the black-and-white chart surface 3b, as shown in FIGS. 2 (c) to 4 (c), for each pixel in a predetermined region of the photographed image. From the frequency distribution of the color intensity, the white side average color intensity Y 2 of the pixels sorted into the white side area by the sorting unit 5a and the black side average color intensity Z 2 of the pixels sorted into the black side area are respectively calculated. It has become.

そして、上記比率演算部5bは、白黒チャート面3aの白色側平均色強度Y1及び黒色側平均色強度Z1から比率H1=Z1/Y1を演算し、白黒チャート面3bの白色側平均色強度Y2及び黒色側平均色強度Z2から比率H2=Z2/Y2を演算するようになっている。 Then, the ratio calculation unit 5b calculates the ratio H 1 = Z 1 / Y 1 from the white side average color intensity Y 1 and the black side average color intensity Z 1 of the black and white chart surface 3a to obtain the white side of the black and white chart surface 3b. The ratio H 2 = Z 2 / Y 2 is calculated from the average color intensity Y 2 and the black side average color intensity Z 2 .

また、上記制御部5は、上記各比率H1、H2に対応するカメラ10の焦点の位置を記憶する記憶部5cと、上記比率H1、H2に対応する上記記憶部5cで記憶されたカメラ10の焦点の位置に基づいて上記カメラ10の焦点が合焦範囲となるためのレンズ移動量Dを演算するレンズ移動量演算部5dとを備えている。 Further, the control unit 5 includes a storage unit 5c that stores the position of the focal point of the camera 10 corresponding to each ratio H 1, H 2, is stored in the storage unit 5c corresponding to the ratio H 1, H 2 And a lens movement amount calculation unit 5d for calculating a lens movement amount D for the focal point of the camera 10 to be in a focusing range based on the focal position of the camera 10.

該レンズ移動量演算部5dは、上記比率演算部5bで演算した各比率H1、H2を比較して上記焦点調整機構10aのレンズ10cの移動方向を演算するよう構成されている。 The lens movement amount calculation unit 5d is configured to calculate the movement direction of the lens 10c of the focus adjustment mechanism 10a by comparing the ratios H 1 and H 2 calculated by the ratio calculation unit 5b.

そして、上記制御部5は、上記レンズ移動量演算部5dで演算したレンズ移動量Dとレンズ10cの移動方向とに基づき上記駆動装置4に作動信号を出力して上記カメラ10の焦点を上記合焦範囲まで移動させるようになっている。   Then, the control unit 5 outputs an operation signal to the driving device 4 based on the lens movement amount D calculated by the lens movement amount calculation unit 5d and the movement direction of the lens 10c, and focuses the camera 10 on the focus. It moves to the focal range.

また、上記モニタ6は、上記カメラ10で撮影した画像、図2乃至図4に記載の度数分布表、及び上記比率演算部5bや上記レンズ移動量演算部5dでの演算結果を表示するようになっている。   Further, the monitor 6 displays an image taken by the camera 10, a frequency distribution table shown in FIGS. 2 to 4, and a calculation result in the ratio calculation unit 5b or the lens movement amount calculation unit 5d. It has become.

次に、上記カメラ焦点調整装置1を用いたカメラ10の合焦作業について説明する。   Next, the focusing operation of the camera 10 using the camera focus adjustment device 1 will be described.

まず、作業者は、焦点を調整するカメラ10を固定具2に固定するとともに、駆動装置4及び制御部5を上記カメラ10に接続する。   First, the operator fixes the camera 10 for adjusting the focus to the fixture 2 and connects the driving device 4 and the control unit 5 to the camera 10.

次いで、作業者は、図示しない焦点調整開始ボタンを押す。すると、制御部5は、カメラ10に白黒チャート面3a、3bを撮影するよう作動信号を出力し、その信号に基づいて上記カメラ10は、上記白黒チャート面3a、3bを撮影する。   Next, the operator presses a focus adjustment start button (not shown). Then, the control unit 5 outputs an operation signal so as to photograph the black and white chart surfaces 3a and 3b to the camera 10, and based on the signal, the camera 10 photographs the black and white chart surfaces 3a and 3b.

その後、上記仕分部5aは、撮影された画像の白黒チャート面3a、3b毎における予め設定しておいた所定の領域において、R値、B値及びG値のうちR値を色強度として選択し、上記所定の領域の各画素の色強度が、0〜65の範囲のものを黒色側領域に属すると、110〜255の範囲のものを白色側領域に属するとしてそれぞれ仕分ける。   Thereafter, the sorting unit 5a selects the R value among the R value, the B value, and the G value as the color intensity in a predetermined region set in advance for each of the black and white chart surfaces 3a and 3b of the photographed image. When the color intensity of each pixel in the predetermined area is in the range of 0 to 65, the pixel in the range of 110 to 255 belongs to the white area.

しかる後、図2(b)乃至図4(b)に示すように、上記比率演算部5bは、白黒チャート面3aにおいて、撮影画像の所定の領域における各画素の色強度の度数分布から上記仕分部5aで白色側領域に仕分けされた画素の白色側平均色強度Y1と黒色側領域に仕分けされた画素の黒色側平均色強度Z1とをそれぞれ演算する。 Thereafter, as shown in FIGS. 2 (b) to 4 (b), the ratio calculation unit 5b performs the above classification from the frequency distribution of the color intensity of each pixel in a predetermined region of the photographed image on the black and white chart surface 3a. The white side average color intensity Y 1 of the pixels sorted into the white side area and the black side average color intensity Z 1 of the pixels sorted into the black side area are respectively calculated by the unit 5a.

また、上記比率演算部5bは、白黒チャート面3bにおいて、図2(c)乃至図4(c)に示すように、撮影画像の所定の領域における各画素の色強度の度数分布から上記仕分部5aで白色側領域に仕分けされた画素の白色側平均色強度Y2と黒色側領域に仕分けされた画素の黒色側平均色強度Z2とをそれぞれ演算する。 Further, the ratio calculation unit 5b is configured to calculate the classification unit from the frequency distribution of the color intensity of each pixel in a predetermined region of the photographed image on the black and white chart surface 3b as shown in FIGS. 2 (c) to 4 (c). respectively calculating a black-side average color intensity Z 2 white side mean color intensity Y 2 and the black-side region sorted pixel sorting pixels into the white side region 5a.

そして、上記比率演算部5bは、白黒チャート面3aの白色側平均色強度Y1及び黒色側平均色強度Z1から比率H1=Z1/Y1を演算し、白黒チャート面3bの白色側平均色強度Y2及び黒色側平均色強度Z2から比率H2=Z2/Y2を演算する。 Then, the ratio calculation unit 5b calculates the ratio H 1 = Z 1 / Y 1 from the white side average color intensity Y 1 and the black side average color intensity Z 1 of the black and white chart surface 3a to obtain the white side of the black and white chart surface 3b. The ratio H 2 = Z 2 / Y 2 is calculated from the average color intensity Y 2 and the black side average color intensity Z 2 .

例えば、図2(a)は、カメラ10の焦点が白黒チャート面3a、3bの両方に合っている状態で撮影された画像であり、図2(b)、(c)の度数分布から比率H1、H2を演算すると、H1=0.26、H2=0.27となる。また、図3(a)は、カメラ10の焦点が白黒チャート面3aにのみ合っている状態で撮影された画像であり、図3(b)、(c)の度数分布から比率H1、H2を演算すると、H1=0.26、H2=0.49となる。さらに、図4(a)は、カメラ10の焦点が白黒チャート面3bにのみ合っている状態で撮影された画像であり、図4(b)、(c)の度数分布から比率H1、H2を演算すると、H1=0.47、H2=0.27となる。このように、比率Hが低いほどカメラ10の焦点が合っていることがわかる。 For example, FIG. 2 (a) is an image taken with the camera 10 in focus on both the black and white chart surfaces 3a and 3b, and the ratio H from the frequency distribution of FIGS. 2 (b) and 2 (c). When 1 and H 2 are calculated, H 1 = 0.26 and H 2 = 0.27 are obtained. 3A is an image taken with the camera 10 in focus only on the black and white chart surface 3a. From the frequency distributions of FIGS. 3B and 3C, the ratios H 1 , H When 2 is calculated, H 1 = 0.26 and H 2 = 0.49. Further, FIG. 4A is an image taken with the camera 10 in focus only on the black and white chart surface 3b. From the frequency distributions of FIGS. 4B and 4C, the ratios H 1 , H When 2 is calculated, H 1 = 0.47 and H 2 = 0.27. Thus, it can be seen that the lower the ratio H, the more focused the camera 10 is.

しかる後、上記レンズ移動量演算部5dは、上記比率H1、H2に対応する上記記憶部5cに記憶されたカメラ10の焦点の位置に基づいて上記カメラ10の焦点が上記合焦範囲となるためのレンズ移動量Dを演算する。 Thereafter, the lens movement amount calculation unit 5d determines that the focus of the camera 10 matches the in-focus range based on the focus position of the camera 10 stored in the storage unit 5c corresponding to the ratios H 1 and H 2. The lens movement amount D for becoming is calculated.

例えば、図3(a)の撮影画像では、H2=0.49であり、記憶部5cには、H2=0.49に対応するカメラ10の焦点の位置Xが記憶されているので、レンズ移動量演算部5dは、カメラ10の焦点が合う位置X0と位置Xとの間の距離をレンズ移動量Dとして演算する。 For example, in the photographed image of FIG. 3A, H 2 = 0.49, and the storage unit 5c stores the focal position X of the camera 10 corresponding to H 2 = 0.49. lens movement amount calculating section 5d calculates the distance between the position X 0 to the position X where the focus of the camera 10 is aligned as a lens movement amount D.

また、上記レンズ移動量演算部5dは、上記各比率H1、H2を比較して上記焦点調整機構10aのレンズ10cの移動方向を演算する。 The lens movement amount calculation unit 5d compares the ratios H 1 and H 2 and calculates the movement direction of the lens 10c of the focus adjustment mechanism 10a.

例えば、図3(a)の撮影画像では、H1<H2なので、カメラ10の焦点を合わすためにレンズ10cを被撮影体3から引き離す方向に移動させる必要があることが分かる。 For example, in the captured image of FIG. 3A, since H 1 <H 2 , it can be seen that the lens 10 c needs to be moved away from the object 3 to focus the camera 10.

そして、上記制御部5は、上記レンズ移動量演算部5dで演算したレンズ移動量Dとレンズ10cの移動方向とに基づき上記駆動装置4に作動信号を出力して上記カメラ10の焦点を合焦範囲まで移動させる。   Then, the control unit 5 outputs an operation signal to the driving device 4 based on the lens movement amount D calculated by the lens movement amount calculation unit 5d and the moving direction of the lens 10c to focus the camera 10 on the focus. Move to range.

以上より、本発明の実施形態によると、特許文献1の如き隣り合う画素同士で順次微分演算したものを度数分布にして処理するのではなく、撮影画像の各画素が持つデータをそのまま演算せずに度数分布にして処理するので、特許文献1の如き装置に比べて合焦作業にかかる時間を短縮することができる。   As described above, according to the embodiment of the present invention, the data obtained by sequentially differentiating pixels adjacent to each other as in Patent Document 1 is not processed as a frequency distribution, but the data of each pixel of the captured image is not calculated as it is. In addition, since the processing is performed with a frequency distribution, the time required for the focusing operation can be shortened as compared with the apparatus disclosed in Patent Document 1.

また、白黒チャート面3a、3b毎に演算した比率H1、H2からカメラ10の焦点を合わせるためのレンズ10cの移動方向が分かるので、カメラ10の焦点を合わせる際に、レンズ10cの移動方向を間違えて焦点調整機構10aの操作を複数回行うといったことを回避することができ、合焦作業にかかる時間をさらに短縮することができる。 Further, since the black and white chart surface 3a, the moving direction of the lens 10c for adjusting the ratio H 1, H 2 which is calculated for each 3b focus of the camera 10 can be seen, when the focusing of the camera 10, the moving direction of the lens 10c It is possible to avoid mistakenly performing the operation of the focus adjustment mechanism 10a a plurality of times, and the time required for the focusing operation can be further shortened.

さらに、駆動装置4により自動でカメラ10の焦点を合わすことができるので、合焦作業が簡単になり、作業者の負担を減らすことができる。   Furthermore, since the camera 10 can be automatically focused by the driving device 4, the focusing operation is simplified and the burden on the operator can be reduced.

尚、本発明の実施形態では、撮像素子10bがCMOSであるカメラ10の焦点を上記カメラ焦点調整装置1で調整しているが、撮像素子10bがCCDであるカメラ10の焦点も上記カメラ焦点調整装置1で調整することができる。   In the embodiment of the present invention, the focus of the camera 10 in which the image sensor 10b is a CMOS is adjusted by the camera focus adjustment apparatus 1, but the focus of the camera 10 in which the image sensor 10b is a CCD is also adjusted by the camera focus adjustment. It can be adjusted with the device 1.

また、本発明の実施形態では、制御部5が、R値、B値及びG値のうちR値を色強度として選択してその後の演算を行っているが、R値、B値及びG値のうちB値やG値を色強度として選択してその後の演算を行うようにしてもよい。   In the embodiment of the present invention, the control unit 5 selects the R value as the color intensity from the R value, the B value, and the G value, and performs the subsequent calculation. However, the R value, the B value, and the G value are performed. Of these, the B value or the G value may be selected as the color intensity, and the subsequent calculation may be performed.

また、本発明の実施形態では、駆動装置4で焦点調整機構10aを駆動させてカメラ10の焦点を合焦範囲まで移動させているが、モニタ6に表示されるレンズ移動量Dとレンズ10cの移動方向に基づき、作業者が手作業で焦点調整機構10aを調整するようにしてもよい。   Further, in the embodiment of the present invention, the focus adjustment mechanism 10a is driven by the driving device 4 to move the focus of the camera 10 to the in-focus range. However, the lens movement amount D and the lens 10c displayed on the monitor 6 are moved. Based on the moving direction, the operator may manually adjust the focus adjustment mechanism 10a.

また、本発明の実施形態では、カメラ焦点調整装置1で図示しない画像処理装置に組み込むカメラ10の焦点を調整したが、撮像素子がCCD又はCMOSであるカメラであればその他の装置に組み込む場合であっても上記カメラ焦点調整装置1で事前にカメラの焦点を調整しておくことができる。   In the embodiment of the present invention, the focus of the camera 10 incorporated in an image processing apparatus (not shown) is adjusted by the camera focus adjustment apparatus 1. However, if the imaging element is a camera having a CCD or CMOS, it is incorporated in another apparatus. Even if it exists, the focus of the camera can be adjusted in advance by the camera focus adjustment apparatus 1.

また、上記制御部5は、上述の画像処理を行う前に上記カメラ10に作動信号を出力して上記被撮影体3の画像を1枚撮影し、R値、B値及びG値のいずれか1つを色強度として選択するとともに、上記撮影画像の全画素の色強度の度数分布から平均色強度を演算し、演算結果と色強度70(色強度の平均値)とを比較して平均色強度が70に近づくようカメラ10のシャッター速度を調整する構成にしてもよい。そうすると、カメラ10による撮影画像が鮮明となり、上述の画像処理を確実に行うことができる。   Further, the control unit 5 outputs an operation signal to the camera 10 before performing the image processing described above to capture one image of the object 3 to be captured, and any one of the R value, the B value, and the G value. While selecting one as the color intensity, the average color intensity is calculated from the frequency distribution of the color intensity of all the pixels of the photographed image, and the calculation result is compared with the color intensity 70 (average value of the color intensity) to calculate the average color The shutter speed of the camera 10 may be adjusted so that the intensity approaches 70. If it does so, the picked-up image by the camera 10 will become clear, and the above-mentioned image processing can be performed reliably.

本発明は、CCD又はCMOSの撮像素子を有し、且つ、焦点調整機構が手動式のカメラを画像処理装置等に組み付ける前に、当該カメラの焦点を事前に調整しておくためのカメラ焦点調整装置に適している。   The present invention includes a CCD or CMOS image sensor, and a camera focus adjustment for adjusting the focus of the camera in advance before the focus adjustment mechanism is assembled to a manual camera. Suitable for equipment.

1 カメラ焦点調整装置
2 固定具
3 被撮影体
3a、3b 白黒チャート面
4 駆動装置(駆動手段)
5 制御部(制御手段)
5a 仕分部
5b 比率演算部
5c 記憶部
5d レンズ移動量演算部
10 カメラ
10a 撮像素子
10b 焦点調整機構
10c レンズ
1、H2 比率
1、Y2 白色側平均色強度
1、Z2 黒色側平均色強度
D レンズ移動量
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Camera focus adjustment apparatus 2 Fixing tool 3 Object 3a, 3b Black-and-white chart surface 4 Drive apparatus (drive means)
5 Control unit (control means)
5a Sorting unit 5b Ratio calculation unit 5c Storage unit 5d Lens movement amount calculation unit 10 Camera 10a Imaging element 10b Focus adjustment mechanism 10c Lens H 1 , H 2 ratio Y 1 , Y 2 White side average color intensity Z 1 , Z 2 Black side Average color intensity D Lens movement

Claims (3)

撮像素子がCCD又はCMOSで、且つ、レンズの焦点調整機構が手動式のカメラの焦点を調整するためのカメラ焦点調整装置であって、
上記カメラを着脱可能に固定する固定具と、
該固定具に固定された上記カメラに対向配置され、白黒チャート面を有する被撮影体と、
上記カメラに着脱可能に接続され、当該カメラに作動信号を出力して上記被撮影体を撮影する制御手段とを備え、
該制御手段は、R値、B値及びG値のいずれか1つを色強度として選択し、上記カメラで撮影した撮影画像における各画素の色強度が、X1<X2(X1,X2は所定の整数)としたときに、0〜X1の範囲のものを黒色側領域に属すると、X2〜255の範囲のものを白色側領域に属するとしてそれぞれ仕分ける仕分部と、
撮影画像における各画素の色強度の度数分布から上記仕分部で白色側領域に仕分けされた各画素の白色側平均色強度Yと黒色側領域に仕分けされた各画素の黒色側平均色強度Zとをそれぞれ演算するとともに、白色側平均色強度Y及び黒色側平均色強度Zの比率H=Z/Yを演算する比率演算部と、
上記比率Hに対応する上記カメラの焦点の位置が記憶された記憶部と、
上記比率Hに対応する上記記憶部で記憶されたカメラの焦点の位置に基づいて上記カメラの焦点が合焦範囲となるためのレンズ移動量Dを演算するレンズ移動量演算部とを備えていることを特徴とするカメラ焦点調整装置。
The imaging device is a CCD or CMOS, and the lens focus adjustment mechanism is a camera focus adjustment device for adjusting the focus of a manual camera,
A fixture for detachably fixing the camera;
A to-be-photographed object having a black and white chart surface disposed opposite to the camera fixed to the fixture;
Control means for detachably connecting to the camera, outputting an operation signal to the camera, and photographing the object to be photographed,
The control means selects any one of the R value, the B value, and the G value as the color intensity, and the color intensity of each pixel in the captured image captured by the camera is X 1 <X 2 (X 1 , X when 2 was given integer), as belonging to a range of 0 to X 1 on the black side region, and a sorting unit to sort each in the range of X 2 to 255 as belonging to the white side region,
From the frequency distribution of the color intensity of each pixel in the photographed image, the white side average color intensity Y of each pixel sorted into the white side area by the sorting unit and the black side average color intensity Z of each pixel sorted into the black side area And a ratio calculator that calculates a ratio H = Z / Y of the white side average color intensity Y and the black side average color intensity Z;
A storage unit that stores the focal position of the camera corresponding to the ratio H;
A lens movement amount calculation unit that calculates a lens movement amount D for allowing the focus of the camera to be in a focusing range based on the focus position of the camera stored in the storage unit corresponding to the ratio H. A camera focus adjustment device characterized by the above.
請求項1に記載のカメラ焦点調整装置において、
上記白黒チャート面は、上記カメラの合焦範囲の最大位置と最小位置とにそれぞれ設けられ、
上記比率演算部は、上記白黒チャート面毎の比率Hを演算し、
上記レンズ移動量演算部は、上記比率演算部で演算した各比率Hを比較して上記焦点調整機構のレンズの移動方向を演算するよう構成されていることを特徴とするカメラ焦点調整装置。
The camera focus adjusting apparatus according to claim 1,
The black and white chart surface is provided at each of the maximum position and the minimum position of the focusing range of the camera,
The ratio calculation unit calculates a ratio H for each black and white chart surface,
The camera focus adjustment apparatus, wherein the lens movement amount calculation unit is configured to calculate the lens movement direction of the focus adjustment mechanism by comparing the ratios H calculated by the ratio calculation unit.
請求項2に記載のカメラ焦点調整装置において、
上記焦点調整機構に着脱可能に取り付けられ、該焦点調整機構を駆動させてレンズを移動させる駆動手段を備え、
上記制御手段は、上記駆動手段に接続され、上記レンズ移動量演算部で演算したレンズ移動量Dとレンズの移動方向とに基づき上記駆動手段に作動信号を出力して上記カメラの焦点を上記合焦範囲まで移動させることを特徴とするカメラ焦点調整装置。
The camera focus adjustment device according to claim 2,
Removably attached to the focus adjustment mechanism, and provided with drive means for moving the lens by driving the focus adjustment mechanism,
The control means is connected to the drive means and outputs an operation signal to the drive means based on the lens movement amount D calculated by the lens movement amount calculation unit and the lens movement direction to focus the camera. A camera focus adjustment device characterized by moving to a focal range.
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