JP7463078B2 - 撮像装置 - Google Patents
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Description
本発明の他の側面としての撮像装置の制御方法は、撮像素子を撮像光学系の光軸と直交する面に対して回転軸を中心として傾けるチルト制御およびフォーカスレンズを光軸方向に駆動するフォーカス制御を行う撮像装置の制御方法であって、撮影画像における前記回転軸に対応する第一領域を決定する第一領域決定工程と、前記チルト制御によってピントを合わせるべき領域である第二領域を決定する第二領域決定工程であって、前記撮影画像における複数の個別領域のうち前記回転軸と直交する方向に最下段の前記個別領域から順に被写体距離情報を取得し、上下方向において隣り合う一対の前記個別領域の被写体距離が所定値以上離れている場合に、前記一対の個別領域における下方の個別領域を前記第二領域として決定する第二領域決定工程と、前記第一領域と前記第二領域とが重複する第三領域を決定する第三領域決定工程と、前記第三領域に対してピントが合うように前記フォーカスレンズを駆動した後、前記チルト制御を行う制御工程と、を有することを特徴とする。
本発明の他の側面としてのコンピュータプログラムは、前記撮像装置の制御方法をコンピュータに実行させることを特徴とする。
(全体構成)
図1は、本発明の実施形態にかかわる撮像装置100の構成を示している。撮像光学系は、光軸方向に移動して焦点距離を変更するズームレンズ101と、光軸方向に移動して焦点調節を行うフォーカスレンズ102と、光量を調整する絞りユニット103とを有する。撮像光学系を通過した光は、バンドパスフィルタ(以下、BPF)104及びカラーフィルタ105を介して撮像素子106上に光学像としての被写体像を形成する。
(実施形態1)
以下、実施形態1に係る撮像装置が実行する処理について説明する。
<ステップS501>
ステップS501では、撮像素子回転軸領域を取得する。撮像素子回転軸領域は、図4の401でも示した通り、撮像素子回転軸を中心に所定幅を設けた領域であり、予め設定しておく。
<ステップS502>
ステップS502では、チルトピント領域を検出する。検出方法については後述する。
<ステップS503>
ステップS503では、フォーカス領域を取得する。フォーカス領域は、図4の403でも示した通り、撮像素子回転軸領域かつチルトピント領域である。
<ステップS504>
ステップS504では、ステップS503で取得したフォーカス領域が存在するか否かを判断し、存在する場合にはステップS505へ進み、存在しない場合にはステップS506へ進む。
<ステップS505>
ステップS505では、ステップS504にてフォーカス領域が存在した場合に、そのフォーカス領域に対してピントが合うように、AF制御を行う。
<ステップS506>
ステップS506では、ステップS504にてフォーカス領域が存在しなかった場合に、チルト制御を禁止する。これはフォーカス領域が存在しない場合、チルトピント領域にピント面を合わせるためのフォーカス調節が正しく行えず、チルト制御を行うことで却って意図しないピント面となり得るからである。なお、ここではフォーカス領域が存在しない場合の処理としてチルト制御を禁止したが、例えば、ユーザへ通知を出したり、フォーカス領域が存在するように撮影画角を調整するようにしてもよい。あるいは、チルトピント領域のうち最も撮像素子回転軸領域に近い領域をフォーカス領域とすることで、大まかにフォーカス調節することも可能である。
<ステップS601>
ステップS601では、撮影画像を複数の個別領域に分割する。例として、図3の撮影画像を64個の個別領域に分割したものを図7(a)に示す。個別領域は、単一画素または複数の画素の集まりから成る。
<ステップS602>
ステップS602では、各個別領域の被写体距離情報を取得する。図7(b)は、図7(a)における被写体距離情報であり、濃度が濃いほど被写体距離が遠いことを表している。被写体距離情報は、フォーカスレンズ102を駆動させながら、コントラスト評価値を個別領域毎に取得して、評価値がピークとなる最適フォーカス位置を検出することで推定できる。ただし、被写体距離情報の取得方法は最適フォーカス位置による推定に限定されず、例えば測距センサ等を用いて取得してもよい。
<ステップS603>
ステップS603では、ステップS602で得られた各個別領域における被写体距離情報に基づいて、チルトピント領域を検出するための判定を行う。チルトピント領域は、図2(b)でのピント面であるため、手前から奥にかけて被写体距離が徐々に遠くなっている領域と考えることができる。したがって、個別領域の列ごとに、最下段の個別領域から順に上の個別領域へと被写体距離を比較して、上の個別領域の被写体距離の方が所定以上遠くなっている(つまり、隣り合う一対の個別領域の被写体距離情報が所定値以上離れている)かどうかを判定(以下、被写体距離判定)することで、チルトピント領域の検出が可能である。1列分の被写体距離判定を、A列を例に説明する。A列8行目と1つ上の7行目では、7行目の方が被写体距離が遠いため、後のステップS604において、A列8行目をチルトピント領域として検出する。次に7行目と6行目の被写体距離判定に移行する。このように被写体距離判定を順に繰り返していくと、6行目と5行目の被写体距離判定において、被写体距離が同等となる。この場合、立体物(撮影画像300においては木)があるため、チルトピント領域として検出を行わない。以降1列目までの被写体距離判定では、被写体距離が同等の領域が続くため、チルトピント領域は検出されず、結果A列においては8行目と7行目がチルトピント領域として検出されたことになる。以上と同様の処理を、他の個別領域列に対しても行うと、図7(c)のようにチルトピント領域が検出される。つまり、チルトピント領域は、個別領域における被写体距離情報が、撮像素子回転軸と直交する方向に連続的に変化している領域である。より正確には、撮像素子回転軸と直交する方向に最下段の個別領域から順に被写体距離情報を取得していった場合において、隣り合う一対の個別領域の被写体距離情報が所定値以上離れていれば、その一対の個別領域における下方の個別領域がチルトピント領域に該当する。
<ステップS604>
ステップS604では、ステップS603における被写体距離判定に基づいて、チルトピント領域の検出を行う。
(実施形態2)
以下、実施形態2に係る撮像装置が実行する処理について説明する。なお、実施形態1と同様の処理については同符号を付し、説明を省略する。
<ステップS801>
ステップS801では、ステップS504でフォーカス領域が存在した場合に、のちのAF制御において合焦精度が相対的に高くなる領域である最適フォーカス領域(第四領域)を、フォーカス領域内から検出する。検出方法については後述する。
<ステップS802>
ステップS802では、ステップS801で検出した最適フォーカス領域に対してピントが合うように、AF制御を行う。
<ステップS901>
ステップS901では、フォーカス領域を複数の個別領域に分割する。例として、図4の領域403を4個の個別領域に分割したものを図10に示す。
<ステップS902>
ステップS902では、各個別領域のコントラスト評価値(コントラスト情報)及び輝度情報を取得する。
<ステップS903>
ステップS903では、ステップS902で取得した輝度情報に基づいて、白とびや黒つぶれしている個別領域を検出し、これらを除外する。これは、白とび、黒つぶれしている領域に対してAF制御を行うと、合焦精度が損なわれる可能性があるためである。
<ステップS904>
ステップS904では、白とびや黒つぶれを除いた個別領域のうち、ステップS902で取得したコントラスト評価値が最も高い個別領域を最適フォーカス領域として検出する。例えば、図10において、A、Cの個別領域は道路の白線を多く含むためコントラスト評価値が高く、Dの個別領域は道路の白線を含まないためコントラスト評価値は低い。この場合、AまたはCの個別領域を最適フォーカス位置として検出することで、のちのAF制御の合焦精度を高くすることができる。
(実施形態3)
以下、実施形態3に係る撮像装置が実行する処理について図11のフローチャートを用いて説明する。なお、実施形態1、2と同様の処理については同符号を付し、説明を省略する。
<ステップS1101>
ステップS1101では、ステップS501で取得した撮像素子回転軸領域を監視モニタ装置111等のユーザインターフェース(UI)(表示部)に表示する。これは、チルト制御におけるフォーカス調節領域をユーザに示すことで、フォーカス調節ミス、ひいてはチルト制御によって所望の被写界深度拡大効果が得られないといった障害を防止するためである。なお、ここでは撮像素子回転軸領域を表示しているが、実施形態1、2と組み合わせて、ステップS502で検出したチルトピント領域、ステップS503で検出したフォーカス領域、あるいはステップS801で検出した最適フォーカス領域を表示するようにしてもよい。
<ステップS1102>
ステップS1102では、ユーザがフォーカス領域を設定する。具体的には、ステップS1101によって表示された撮像素子回転軸領域の中から、ユーザが所望のチルトピント領域を選択することで、チルト制御に適したフォーカス領域が設定されることになる。
<ステップS1103>
ステップS1103では、ステップS1102にてユーザが設定したフォーカス領域に対してピントが合うように、AF制御を行う。
(実施形態4)
以下、実施形態4に係る撮像装置が実行する処理について説明する。なお、実施形態1、2、3と同様の処理については同符号を付し、説明を省略する。
<ステップS1201>
ステップS1201では、領域指定手段を用いてチルトピント領域をユーザが指定する。チルトピント領域の指定は、監視モニタ装置111等のユーザインターフェース(UI)(表示部)を介して行う。例えば、チルトピント領域は複数の頂点を有する多角形にて表示される(図13(a))。初期位置やサイズはユーザ操作(クリックやドラック等)に応じたものとしてもよい。多角形の頂点をそれぞれ任意の位置に配置することで、チルトピント領域を自由に指定可能となる(図13(b))。
106 撮像素子
113 チルトピント面検出部
115 チルト/ズーム/フォーカス制御部
119 回転軸領域検出部
Claims (9)
- 撮像素子を撮像光学系の光軸と直交する面に対して回転軸を中心として傾けるチルト制御およびフォーカスレンズを光軸方向に駆動するフォーカス制御を行う制御部と、
撮影画像における前記回転軸に対応する第一領域を決定する第一領域決定部と、
前記チルト制御によってピントを合わせるべき領域である第二領域を決定する第二領域決定部と、
前記第一領域と前記第二領域とが重複する第三領域を決定する第三領域決定部と、を有し、
前記制御部は、前記第三領域に対してピントが合うように前記フォーカスレンズを駆動した後、前記チルト制御を行い、
前記第二領域決定部は、前記撮影画像における複数の個別領域のうち前記回転軸と直交する方向に最下段の前記個別領域から順に被写体距離情報を取得し、上下方向において隣り合う一対の前記個別領域の被写体距離が所定値以上離れている場合に、前記一対の個別領域における下方の個別領域を前記第二領域として決定することを特徴とする撮像装置。 - 前記第一領域は、前記回転軸を中心に所定の幅を設けた領域であることを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。
- 前記個別領域は、単一画素または複数の画素の集まりから成ることを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。
- 第四領域を決定する第四領域決定部を更に有し、
前記第四領域決定部は、コントラスト情報、輝度情報、ノイズ情報、動き情報の少なくとも一つの情報に基づいて、前記第三領域から前記第四領域を決定し、
前記制御部は、前記第四領域に対してピントが合うように前記フォーカスレンズを駆動することを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の撮像装置。 - 前記第四領域決定部は、前記第三領域を複数の個別領域に分割し、各個別領域ごとにコントラスト情報、輝度情報、ノイズ情報、動き情報の少なくとも一つの情報に基づいて、前記第三領域から前記第四領域を決定することを特徴とする請求項4に記載の撮像装置。
- 前記第三領域決定部が、前記第三領域を決定できなかった場合、
前記制御部は、
前記チルト制御を禁止すること、
ユーザへ通知を行うこと、
前記第一領域のうち、最も前記第二領域に近い領域を前記第三領域とすること、
前記第三領域を決定できるように撮影画角を調整すること、の少なくとも一つを実行することを特徴とする請求項1から5のいずれか一項に記載の撮像装置。 - 前記撮像素子を前記回転軸の周りに回転させる回転部を更に有する請求項1から6のいずれか一項に記載の撮像装置。
- 撮像素子を撮像光学系の光軸と直交する面に対して回転軸を中心として傾けるチルト制御およびフォーカスレンズを光軸方向に駆動するフォーカス制御を行う撮像装置の制御方法であって、
撮影画像における前記回転軸に対応する第一領域を決定する第一領域決定工程と、
前記チルト制御によってピントを合わせるべき領域である第二領域を決定する第二領域決定工程であって、前記撮影画像における複数の個別領域のうち前記回転軸と直交する方向に最下段の前記個別領域から順に被写体距離情報を取得し、上下方向において隣り合う一対の前記個別領域の被写体距離が所定値以上離れている場合に、前記一対の個別領域における下方の個別領域を前記第二領域として決定する第二領域決定工程と、
前記第一領域と前記第二領域とが重複する第三領域を決定する第三領域決定工程と、
前記第三領域に対してピントが合うように前記フォーカスレンズを駆動した後、前記チルト制御を行う制御工程と、を有することを特徴とする撮像装置の制御方法。 - 請求項8に記載の制御方法をコンピュータに実行させることを特徴とするコンピュータプログラム。
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