JP6253245B2 - 撮像装置及び撮像方法 - Google Patents
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Description
以下に、本発明の好ましい実施例を、図1〜図8に基づいて詳細に説明する。図2は、本発明の実施例にかかわる焦点調節装置を有する撮像装置の概略構成例を示すブロック図である。撮像装置は、例えば、デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラを含むが、これに限るものではない。入射する光学像をエリアセンサなどの2次元配列された撮像素子を用いて光電変換により電気的な画像として取得するものであれば、本発明を適用することが可能である。
図2において、1は撮像装置である。2はズームレンズ群、3は焦点調節手段としてのフォーカスレンズ群で、撮影光学系を構成している。4は撮影光学系を通過した光束の量を制御する光量調節手段であり露出手段である絞りである。31はズームレンズ群2、フォーカスレンズ群3、絞り4、等からなるレンズ鏡筒である。
次に、図3を参照して、図2のCPU15及びスキャンAF処理回路14を用いて算出される各種AF用評価値(焦点評価値)について説明する。
次に、図1を参照して、上記構成を有する撮像装置1の本発明の実施例による合焦動作(AF動作)について説明する。図1は、本発明の実施例における焦点調節装置のAF動作手順を示すフローチャートである。この動作に関する制御プログラムは、CPU15によって実行される。
図4は、焦点検出エリアとしてのAF評価範囲の設定について示した図である。図4では、撮影画面500の中央にAF評価範囲504、505が設定されている。焦点検出エリアとしてのAF評価範囲504、505は、後述するAF動作により、焦点調節を行うための画像信号を評価する範囲であり、AF動作の目的は、焦点検出エリアとしてのAF評価範囲504内の撮影者が意図する被写体に焦点調節を行うことである。
(式1)
点光源用評価値=高周波全ライン積分評価値−低周波全ライン積分評価値+A
図5(b)、図5(c)に、AF評価範囲内に点光源を含む場合の高周波全ライン積分評価値と低周波全ライン積分評価値、点光源用評価値の例を示したものである。横軸にフォーカスレンズ位置、縦軸に焦点評価値を示している。
次に、図1のステップS2で行うAF開始時点光源判定処理について、図6を用いて説明する。
次に、図1のステップS7で行う合焦位置検出時点の光源判定処理について、図7を用いて説明する。本サブルーチンで行う点光源判定処理は、図6のサブルーチンで同じ処理を行うステップは、同じ番号を付している。図7の合焦位置検出時点光源判定処理で、図6と同様な処理を行う理由は、デフォーカス状態によって、点光源判定の精度が異なるためである。デフォーカス量が大きい場合には、点光源が大きくボケて、飽和が発生しないために、点光源と判定されないことがある。そのため、図1のステップS7で、合焦位置近傍で再度点光源判定処理を行うことで、精度のよい点光源判定を行う。
また、点光源の影響を受けやすい合焦位置近傍でのみ、点光源判定を行ってもよい。合焦位置近傍であるか否かの判断には、下記式で算出される合焦度を用いればよい。
(式2)
合焦度=領域ピーク評価値/Max−Min評価値
また、本実施例の高周波全ライン積分評価値と低周波全ライン積分評価値を算出する際のBPFの主とする周波数の差は、撮像素子上の画素ピッチから算出されるナイキスト周波数に対して、10%以上あった方が良い。図8にある点光源被写体に対するBPFの中心周波数毎の全ライン積分評価値(焦点評価値)の形状を示した。図8の横軸は、フォーカスレンズ群位置を示しており、縦軸は、焦点評価値を示している。
次に、上述の点光源用評価値の算出方法についての変形例について説明する。本発明では、低周波全ライン積分評価値に対する高周波全ライン積分評価値の大きさを点光源用評価値として用いることにより、高精度な合焦位置の検出という目的は達せられる。そのため、点光源用評価値として算出される評価値は、式1によるものに限らない。例えば、下記の式にて算出される。
(式3)
点光源用評価値=高周波全ライン積分評価値/低周波全ライン積分評価値×B
本発明の目的は、各実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体をシステムまたは装置に供給し、そのシステムまたはコンピュータが記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出して実行することによっても達成される。
本発明の実施形態としての携帯電話も適用できる。
携帯電話の通信部は、ユーザが契約した通信キャリアに従う通信方式により他の電話との間で音声データや画像データを通信する。音声処理部は、音声通話時において、マイクロフォンからの音声データを発信に適した形式に変換して通信部に送る。
2 ズームレンズ群
3 フォーカスレンズ群
4 絞り
5 撮像素子(CCD)
14 スキャンAF動作回路
15 CPU
151 点光源判定部
408 BPF(High)
409 BPF(Low)
415、418 垂直積分回路
504、505 AF評価範囲(焦点検出エリア)
Claims (10)
- フォーカスレンズを含む撮影光学系により形成された被写体像を光電変換する撮像素子と、
第1の焦点検出エリアに対応する前記撮像素子の第1の撮像エリアから出力された画像信号から第1の周波数帯域の空間周波数の成分を抽出して算出される第1の焦点評価値と、前記第1の焦点検出エリアに重なっている第2の焦点検出エリアに対応する前記撮像素子の第2の撮像エリアから出力された画像信号から前記第1の周波数帯域の空間周波数の成分よりも高い空間周波数の成分を含む第2の周波数帯域の空間周波数の成分を抽出して算出される第2の焦点評価値とを算出する評価値算出手段と、
前記第1の焦点評価値と前記第2の焦点評価値との差に応じた第3の焦点評価値に基づいて前記フォーカスレンズを移動させて焦点調節を行う制御手段と、を有し、
前記第2の焦点検出エリアは、前記第1の焦点検出エリアよりも狭いことを特徴とする撮像装置。 - フォーカスレンズを含む撮影光学系により形成された被写体像を光電変換する撮像素子と、
第1の焦点検出エリアに対応する前記撮像素子の第1の撮像エリアから出力された画像信号から第1の周波数帯域の空間周波数の成分を抽出して算出される第1の焦点評価値と、前記第1の焦点検出エリアに重なっている第2の焦点検出エリアに対応する前記撮像素子の第2の撮像エリアから出力された画像信号から前記第1の周波数帯域の空間周波数の成分よりも高い空間周波数の成分を含む第2の周波数帯域の空間周波数の成分を抽出して算出される第2の焦点評価値とを算出する評価値算出手段と、
前記第1の焦点評価値と前記第2の焦点評価値との割合に応じた第3の焦点評価値に基づいて前記フォーカスレンズを移動させて焦点調節を行う制御手段と、を有し、
前記第2の焦点検出エリアは、前記第1の焦点検出エリアよりも狭いことを特徴とする撮像装置。 - 前記第1の焦点検出エリア及び前記第2の焦点検出エリアの少なくとも一方に所定値以上の輝度の被写体が存在するか否かを判定する輝度判定手段を有し、
前記輝度判定手段により、前記第1の焦点検出エリア及び前記第2の焦点検出エリアの少なくとも一方に前記所定値以上の輝度の被写体が存在すると判定された場合に、前記制御手段は、前記第3の焦点評価値に基づいて前記フォーカスレンズを移動させて焦点調節を行うことを特徴とする請求項1又は2に記載の撮像装置。 - 前記輝度判定手段は、前記第1の焦点評価値が極小値を有する場合に、前記第1の焦点検出エリア及び前記第2の焦点検出エリアの少なくとも一方に前記所定値以上の輝度の被写体が存在すると判定することを特徴とする請求項3に記載の撮像装置。
- 前記輝度判定手段は、前記第1の焦点評価値が極小値を有する場合に、前記極小値を含む前記フォーカスレンズの位置領域の第1の焦点評価値の変化量の絶対値に対して前記極小値を含む前記フォーカスレンズの位置領域の第2の焦点評価値の変化量の絶対値が小さいとき、前記第1の焦点検出エリア及び前記第2の焦点検出エリアの少なくとも一方に前記所定値以上の輝度の被写体が存在すると判定することを特徴とする請求項3に記載の撮像装置。
- 前記輝度判定手段にて前記第1の焦点検出エリア及び前記第2の焦点検出エリアの少なくとも一方に前記所定値以上の輝度の被写体が存在しないと判定された場合、前記制御手段は、前記第1の焦点評価値の変化量を用いて前記フォーカスレンズを移動させる方向を判別することを特徴とすることを特徴とする請求項3乃至5の何れか一項に記載の撮像装置。
- 前記輝度判定手段にて前記第1の焦点検出エリア及び前記第2の焦点検出エリアの少なくとも一方に前記所定値以上の輝度の被写体が存在しないと判定された場合、前記制御手段は、前記第2の焦点評価値のピーク値に基づいて前記フォーカスレンズを移動させて焦点調節を行うことを特徴とする請求項3乃至6の何れか一項に記載の撮像装置。
- 前記第1の周波数帯域の中心周波数と前記第2の周波数帯域の中心周波数は、前記撮像素子の画素ピッチから算出されるナイキスト周波数に対して1割以上異なることを特徴とする請求項1乃至7の何れか一項に記載の撮像装置。
- フォーカスレンズを含む撮影光学系により形成された被写体像を光電変換する撮像素子を備えた撮像装置の制御方法であって、
第1の焦点検出エリアに対応する前記撮像素子の第1の撮像エリアから出力された画像信号から第1の周波数帯域の空間周波数の成分を抽出して算出される第1の焦点評価値と、前記第1の焦点検出エリアに重なっている第2の焦点検出エリアに対応する前記撮像素子の第2の撮像エリアから出力された画像信号から前記第1の周波数帯域の空間周波数の成分よりも高い空間周波数の成分を含む第2の周波数帯域の空間周波数の成分を抽出して算出される第2の焦点評価値とを算出する評価値算出工程と、
前記第1の焦点評価値と前記第2の焦点評価値との差に応じた第3の焦点評価値に基づいて前記フォーカスレンズを移動させて焦点調節を行う制御工程と、を有し、
前記第2の焦点検出エリアは、前記第1の焦点検出エリアよりも狭いことを特徴とする制御方法。 - フォーカスレンズを含む撮影光学系により形成された被写体像を光電変換する撮像素子を備えた撮像装置の制御方法であって、
第1の焦点検出エリアに対応する前記撮像素子の第1の撮像エリアから出力された画像信号から第1の周波数帯域の空間周波数の成分を抽出して算出される第1の焦点評価値と、前記第1の焦点検出エリアに重なっている第2の焦点検出エリアに対応する前記撮像素子の第2の撮像エリアから出力された画像信号から前記第1の周波数帯域の空間周波数の成分よりも高い空間周波数の成分を含む第2の周波数帯域の空間周波数の成分を抽出して算出される第2の焦点評価値とを算出する評価値算出工程と、
前記第1の焦点評価値と前記第2の焦点評価値との割合に応じた第3の焦点評価値に基づいて前記フォーカスレンズを移動させて焦点調節を行う制御工程と、を有し、
前記第2の焦点検出エリアは、前記第1の焦点検出エリアよりも狭いことを特徴とする制御方法。
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