KR20070076477A - 촬상 장치, 및 렌즈 위치 조정 방법 - Google Patents

촬상 장치, 및 렌즈 위치 조정 방법 Download PDF

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KR20070076477A
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drive control
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리이찌 오노
슈지 시미즈
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소니 가부시끼 가이샤
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Abstract

효율적이고 정확한 렌즈 위치의 조정을 행하는 구성을 실현한다. 촬상 장치에서의 오토 포커스 처리 등, 원하는 렌즈 설정 위치에 렌즈를 구동시키는 구성에서, 최종적으로 렌즈의 위치 설정을 완료하는 시점에서는, 항상 동일 방향으로부터의 이동 처리를 실행시키는 구성으로서 히스테리시스에 기초하는 오차의 발생을 방지하는 것을 가능하게 하였다. 또한, 렌즈 설정 위치에 대응하는 소정의 복귀량을 적용하여 렌즈 구동을 행하는 구성으로 하였으므로, 단시간에 렌즈를 최종적인 제어 위치에 도달시키는 것이 가능하게 된다.
오토 포커스, 렌즈 위치 설정, 이동 처리, 히스테리시스, 오차, 복귀량, 제어 위치

Description

촬상 장치, 및 렌즈 위치 조정 방법{IMAGE PICKUP APPARATUS AND LENS POSITION ADJUSTMENT METHOD}
도 1은 본 발명의 촬상 장치의 구성예에 대하여 설명하는 도면.
도 2는 포커스 제어에서 이용되는 공간 주파수 추출 처리에 대하여 설명하는 도면.
도 3은 렌즈 구동부의 구성예에 대하여 설명하는 도면.
도 4는 촬상 데이터로부터 취득되는 공간 주파수값과 렌즈 위치와의 대응에 대하여 설명하는 도면.
도 5는 렌즈의 구동에서의 히스테리시스에 대하여 설명하는 도면.
도 6은 본 발명의 촬상 장치에서의 렌즈 구동 처리예에 대하여 설명하는 도면.
도 7은 합초 위치와 복귀량과의 대응에 대하여 설명하는 도면.
도 8은 임계값을 설정한 본 발명의 촬상 장치에서의 렌즈 구동 처리예에 대하여 설명하는 도면.
도 9는 본 발명의 촬상 장치에서의 렌즈 구동 처리 시퀀스에 대하여 설명하는 플로우차트를 도시하는 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 촬상 장치
101 : 렌즈
102 : 촬상 소자
103 : 화상 처리부
104 : 공간 주파수 추출부
105 : 오토 포커스 제어부
106 : 렌즈 구동 제어부
107 : 프리드라이버
108 : 드라이버
109 : 모터
201 : 촬상 화상
202 : 공간 주파수 추출 에리어
251 : 렌즈
[특허 문헌 1] 일본 특개평 04-000421호 공보
본 발명은, 촬상 장치, 및 렌즈 위치 조정 방법에 관한 것이다. 또한, 상세하게는, 예를 들면 포커스 제어 등을 위한 렌즈 위치의 조정, 렌즈 구동을 정확하 게 효율적으로 행하는 촬상 장치, 및 렌즈 위치 조정 방법에 관한 것이다.
스틸 카메라나 비디오 카메라 등의 촬상 장치에는, 피사체에 대한 포커스를 자동적으로 맞추는 오토 포커스 기구가 탑재되어 있다. 포커스 제어의 일반적인 방법으로서는, 렌즈를 통하여 취득된 촬상 데이터의 콘트라스트의 고저를 판단하는 방법이 있다. 촬상 화상의 특정 영역을 포커스 제어용의 신호 취득 영역(공간 주파수 추출 에리어)으로서 설정하고, 이 특정 영역의 콘트라스트가 높을수록 포커스가 맞아 있고, 콘트라스트가 낮으면 포커스가 어긋나 있다고 판정하고, 콘트라스트를 보다 높게 하도록 렌즈를 구동하여 조정하는 방식이다.
콘트라스트 판정 처리 방법으로서는, 특정 영역의 고주파 성분을 추출하고, 추출한 고주파 성분의 적분 데이터를 생성하고, 생성한 고주파 성분 적분 데이터에 기초하여 콘트라스트의 고저를 판정하는 방법이 적용된다. 즉, 콘트라스트의 고저 판정을 위해 특정 영역의 고주파 성분 적분값을 산출하고, 이것을 평가값으로서 이용한다. 평가값이 최대로 되도록 포커스 렌즈를 구동함으로써 오토 포커스가 실현된다. 또한, 포커스 조정이나 렌즈의 구동 방식에 대해서는, 예를 들면 특허 문헌 1에 기재되어 있다.
오토 포커스를 행하기 위해서는, 상술한 평가값을 지침으로 하여 렌즈를 구동시키는 것이 필요하게 된다. 렌즈 구동 기구로서는 예를 들면 보이스 코일 모터 등이 이용된다. 그러나, 일반적으로 보이스 코일 모터 등의 렌즈 구동 기구는 히스테리시스를 갖고 평가값에 기초하여 결정되는 제어 전압값을 보이스 코일 모터에 인가하여 렌즈 구동 제어를 행하면, 인가 전압을 최소값(MIN)으로부터 목표 전압 값(V1)으로 설정하는 경우와, 인가 전압을 최대값(MAX)으로부터 목표 전압값(V1)으로 설정하는 경우에서는, 렌즈 위치가 서로 다르게 된다고 하는 문제가 발생한다.
이러한 문제를 해결하기 위해, 예를 들면, 목표 전압값(V1)이 결정된 경우, 일단, 보이스 코일 모터 등의 렌즈 구동 기구에 대한 인가 전압을 최소값(MIN)으로 하여, 렌즈를 구동 범위의 단부에 접촉시키고, 그 후, 인가 전압을 최소값(MIN)으로부터 목표 전압값(V1)으로 상승시키는 방향에서 최종적으로 렌즈 위치를 설정한다고 하는 처리를 행한다.
그러나, 이러한 렌즈 위치 제어를 행하면, 렌즈의 위치 조정에 시간을 필요로 하게 되고, 결과적으로 오토 포커스 소요 시간이 연장되게 된다고 하는 문제가 발생한다. 한편, 이러한 제어를 행하지 않으면, 히스테리시스에 기초하는 렌즈 설정 위치의 어긋남이 발생한다고 하는 문제가 있다.
본 발명은, 이러한 상황을 감안하여 이루어진 것으로, 히스테리시스를 갖는 렌즈 구동 기구를 적용한 렌즈 위치 조정 처리에서, 신속하게 렌즈 위치를 목적 위치에 도달시켜서, 정확한 렌즈 위치 조정을 가능하게 하는 촬상 장치, 및 렌즈 위치 조정 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 제1 측면은, 렌즈의 구동 제어를 실행하는 렌즈 구동 제어부와, 상기 렌즈 구동 제어부에서의 렌즈 구동 양태의 설정 정보로서의 렌즈 구동 제어 정보를 생성하는 주제어부를 갖고, 상기 주제어부는, 렌즈의 최종적인 설정 위치 와, 그 설정 위치를 통과시켜 설정 위치에 복귀시키는 거리로서의 복귀량을 포함하는 렌즈 구동 제어 정보를 생성하며, 상기 렌즈 구동 제어부는, 상기 설정 위치와, 복귀량에 따라서, 렌즈를 일단, 설정 위치를 통과시키고, 상기 복귀량분의 복귀 처리를 실행하여, 렌즈를 설정 위치에 위치 결정하는 처리를 실행하는 구성인 것을 특징으로 하는 촬상 장치에 있다.
또한, 본 발명의 촬상 장치의 일 실시 양태에서, 상기 주제어부는, 렌즈 설정 위치와 복귀량을 대응시킨 테이블, 또는, 렌즈 설정 위치에 기초하여 대응하는 복귀량을 산출하는 연산 처리에 의해, 렌즈 설정 위치에 대응하는 복귀량을 결정하는 처리를 실행하는 구성인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 촬상 장치의 일 실시 양태에서, 상기 주제어부는, 미리 정해진 임계값에 의해 구분된 영역마다 설정된 복귀량을, 렌즈 설정 위치에 기초하여 선택하여, 렌즈 설정 위치에 대응하는 복귀량을 결정하는 처리를 실행하는 구성인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 촬상 장치의 일 실시 양태에서, 상기 주제어부는, 렌즈의 합초 위치를 결정하는 오토 포커스 제어부이며, 촬상 화상에 기초하여 취득된 공간 주파수 정보를 입력받아, 렌즈의 합초 위치를 상기 렌즈의 최종적인 설정 위치로서 산출함과 함께, 산출한 설정 위치에 대응하는 복귀량을 결정하여, 상기 설정 위치 및 복귀량을 포함하는 렌즈 구동 제어 정보의 생성 처리를 실행하는 구성인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 제2 측면은, 렌즈 위치 조정 방법으로서, 주제어부에서, 렌 즈의 최종적인 설정 위치와, 그 설정 위치를 통과시켜 설정 위치에 복귀시키는 거리로서의 복귀량을 포함하는 렌즈 구동 제어 정보를 생성하는 렌즈 구동 제어 정보 생성 스텝과, 렌즈 구동 제어부에서, 상기 설정 위치와, 복귀량에 따라서, 렌즈를 일단, 설정 위치를 통과시키고, 상기 복귀량분의 복귀 처리를 실행하여, 렌즈를 설정 위치에 위치 결정하는 처리를 실행하는 렌즈 구동 스텝을 갖는 것을 특징으로 하는 렌즈 위치 조정 방법에 있다.
또한, 본 발명의 렌즈 위치 조정 방법의 일 실시 양태에서, 상기 렌즈 구동 제어 정보 생성 스텝은, 렌즈 설정 위치와 복귀량을 대응시킨 테이블, 또는, 렌즈 설정 위치에 기초하여 대응하는 복귀량을 산출하는 연산 처리에 의해, 렌즈 설정 위치에 대응하는 복귀량을 결정하는 처리를 실행하는 스텝인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 렌즈 위치 조정 방법의 일 실시 양태에서, 상기 렌즈 구동 제어 정보 생성 스텝은, 미리 정해진 임계값에 의해 구분된 영역마다 설정된 복귀량을, 렌즈 설정 위치에 기초하여 선택하여, 렌즈 설정 위치에 대응하는 복귀량을 결정하는 처리를 실행하는 스텝인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 렌즈 위치 조정 방법의 일 실시 양태에서, 상기 주제어부는, 렌즈의 합초 위치를 결정하는 오토 포커스 제어부이며, 상기 렌즈 구동 제어 정보 생성 스텝은, 촬상 화상에 기초하여 취득된 공간 주파수 정보를 입력받아, 렌즈의 합초 위치를 상기 렌즈의 최종적인 설정 위치로서 산출함과 함께, 산출한 설정 위치에 대응하는 복귀량을 결정하여, 상기 설정 위치 및 복귀량을 포함하는 렌즈 구동 제어 정보의 생성 처리를 실행하는 스텝인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 목적, 특징이나 이점은, 후술하는 본 발명의 실시예나 첨부하는 도면에 기초하는 보다 상세한 설명에 의해 명확하게 될 것이다. 또한, 본 명세서에서 시스템이란, 복수의 장치의 논리적 집합 구성이며, 각 구성의 장치가 동일 케이스 내에 있는 것에는 한정되지 않는다.
<실시예>
이하, 도면을 참조하면서 본 발명의 촬상 장치, 및 렌즈 위치 조정 방법의 상세에 대하여 설명한다.
우선, 도 1을 참조하여, 본 발명의 촬상 장치의 구성에 대하여 설명한다. 도 1에 도시하는 촬상 장치(100)는, 오토 포커스 기능을 갖는 촬상 장치이다. 렌즈부(101)를 통과하는 입사광은, 예를 들면 CCD(Charge Coupled Device) 등의 촬상 소자(102)에 입력되고, 촬상 소자(102)에서 광전 변환된다.
피사체 상에 기초하여 생성된 광전 변환 데이터는, 화상 처리부(103)에 입력되고, 화상 처리부(103)에서, 광전 변환 데이터에 기초하는 화상 형성이 행하여진다. 화상 처리부(103)에서 생성된 화상 데이터는, 또한 도시하지 않는 신호 처리부에 입력되고, 예를 들면 압축 처리 등의 각종 신호 처리가 이루어져 기억부(도시하지 않음)에 저장된다.
화상 처리부(103)에서 생성된 화상 데이터는, 또한, 오토 포커스 제어를 실행하기 위해 이용된다. 즉, 화상 처리부(103)에서 생성된 화상 데이터는, 공간 주파수 추출부(104)에 입력되고, 공간 주파수 추출부(104)에서 화상 데이터의 주파수 특성의 해석을 행한다.
구체적으로는, 예를 들면, 도 2에 도시하는 바와 같이, 화상 처리부(103)에서 생성된 화상 데이터에 상당하는 촬상 화상(201)의 일부의 특정 영역을 포커스 제어용의 신호 취득 영역인 공간 주파수 추출 에리어(202)로서 설정하고, 이 공간 주파수 추출 에리어(202)의 고주파 성분을 추출하고, 추출한 고주파 성분의 적분 데이터를 생성한다. 또한, 공간 주파수 추출 에리어(202)는, 다양한 형태가 적용 가능하며 1개 이상의 복수의 에리어를 설정하는 구성으로 해도 된다.
전술한 바와 같이, 포커스 제어의 일반적인 방법으로서는, 렌즈를 통하여 취득된 촬상 데이터의 콘트라스트의 고저를 판단하는 방법이 있고, 공간 주파수 추출 에리어(202)의 콘트라스트가 높을수록 포커스가 맞아 있고, 콘트라스트가 낮으면 포커스가 어긋나 있다고 판정한다. 공간 주파수 추출부(104)는, 예를 들면, 공간 주파수 추출 에리어(202)의 고주파 성분의 추출 처리를 행한다.
또한, 공간 주파수 추출부(104)가, 화상 처리부(103)로부터 입력받는 데이터는, 휘도 신호이어도 색 신호이어도 각 화소의 생 데이터이어도 된다. 공간 주파수 추출부(104)는, 예를 들면, 하이 패스 필터, 밴드 패스 필터, 로우 패스 필터의 조합에 의해 구성된다.
공간 주파수 추출부(104)는, 공간 주파수 추출 에리어(202)로부터 추출한 고주파 성분 데이터를 주제어부로서의 오토 포커스 제어부(105)에 입력한다. 오토 포커스 제어부(105)은, 공간 주파수 추출부(104)로부터 입력받는 공간 주파수 추출 에리어(202)로부터 추출한 고주파 성분 데이터에 기초하는 적분 데이터를 생성하고, 이 고주파 성분 적분 데이터를 콘트라스트의 고저를 판정하는 평가값으로서 산 출한다. 또한, 주제어부로서의 오토 포커스 제어부(105)는, 평가값에 기초하는 렌즈의 구동 제어 정보를 생성하고, 생성한 렌즈 구동 제어 정보를 렌즈 구동 제어부(106)에 입력한다. 오토 포커스 제어부(105)의 생성하는 렌즈 구동 제어 정보에 대해서는, 후단에서 상세하게 설명한다.
렌즈 구동 제어부(106)는, 오토 포커스 제어부(105)로부터 입력받는 렌즈 구동 제어 정보에 기초하여 렌즈 구동 제어를 실행한다. 렌즈 구동 제어부(106)는, 렌즈 구동 제어 정보에 기초하여 프리 드라이버(107)를 제어하고, 프리 드라이버(107)에서, 렌즈 구동 제어부(106)가 렌즈 구동 제어 정보에 기초하여 결정한 전압 파형 혹은 전류 파형을 생성시킨다.
프리 드라이버(107)에서 생성된 전압 파형 혹은 전류 파형은, 드라이버(108)에 입력되고, 드라이버(108)는, 생성된 전압 파형 혹은 전류 파형에 대응하는 전압 혹은 전류를 렌즈(101)의 구동을 행하는 모터(109)에 공급하여, 렌즈(101)를 구동한다. 모터(109)는, 예를 들면 보이스 코일 모터에 의해 구성된다. 렌즈(101)는, 모터(109)에 의해 도면에 도시하는 화살표 PQ 방향으로 이동되고, 최적 위치로 이동되어 포커스 조정이 이루어진다. 또한, 프리 드라이버(107)나 드라이버(108)는, 렌즈(101)의 구동용 모터(109)에 적합한 다양한 기구에 설정 가능하다.
렌즈 구동부의 모터(109)의 일례로서 보이스 코일 모터를 적용한 처리예에 대하여, 도 3을 참조하여 설명한다. 도 3의 (a)는 보이스 코일 모터의 원리를 설명하는 도면이다. 렌즈(251)는, 포커스가 맞은 위치로서의 합초 위치로 이동 가능하게 부착되어 있고, 기점(0)으로부터 끝점(Max)을 가동 범위로 하여 이동 가능한 설정으로 된다. 합초 위치가 결정되면, 그 위치까지 렌즈를 설정하기 위한 이동 처리가 보이스 코일 모터에 의해 실행된다. 보이스 코일 모터는 인가 전압에 따른 힘(F)에 의해, 렌즈(251)를 밀어서 렌즈를 이동시키게 된다.
도 3의 (b)에 도시하는 그래프는, 보이스 코일 모터에 대하여 한 방향으로 인가한 전압값과, 렌즈 위치(O~Max)와의 대응을 도시한 도면이다. 전압값이 높으면, 힘(F)이 커져서, 렌즈의 이동량이 커진다. 이와 같이 보이스 코일 모터를 렌즈 구동부에 적용한 경우에는, 인가 전압을 조정함으로써, 렌즈를 소정 위치로 이동시킬 수 있다.
오토 포커스 제어는, 오토 포커스 제어부(105)에서 평가값으로서의 공간 주파수값에 기초하여 생성한 렌즈 구동 제어 정보에 기초하여 렌즈를 구동함으로써 행하여진다. 즉, 렌즈 구동 제어 정보에 기초하여 최종적으로 렌즈가 포커스 위치(합초 위치)에 설정되도록, 합초 위치로 렌즈를 이동하기 위해 모터(109)를 제어하는 처리로서 행하여진다.
도 4를 참조하여, 오토 포커스 제어부(105)에서 산출하는 평가값으로서의 공간 주파수값과, 렌즈 위치의 대응에 대하여 설명한다. 도 4에 도시하는 그래프는, 횡축에 렌즈 위치(X)를 나타내고, 종축에 오토 포커스 제어부(105)에서 산출한 평가값으로서의 공간 주파수값을 나타내고 있다. 전술한 바와 같이, 공간 주파수 추출부(104)는, 도 2를 참조하여 설명한 공간 주파수 추출 에리어(202)의 콘트라스트에 대응하는 평가값으로서의 공간 주파수값을 산출한다. 공간 주파수값이 높을수록 콘트라스트가 높고, 포커스가 맞아 있으며, 공간 주파수값이 낮으면 콘트라스트 가 낮고 포커스가 어긋나 있다고 판정한다.
즉, 도 4에 도시하는 바와 같이 렌즈를 구동하고 각 렌즈 위치에 대응한 공간 주파수값을 얻어, 최대의 공간 주파수값이 얻어지는 렌즈 위치(X1)를, 합초 위치로서 검색한다. 이 최대의 공간 주파수값이 얻어지는 렌즈 위치(X1)를 합초 렌즈 위치로 하여, 렌즈를 구동하는 것이 필요하게 되는데, 앞에서 설명한 바와 같이, 예를 들면, 보이스 코일 모터 등에 의해 구성되는 렌즈 구동부에는, 히스테리시스가 존재한다.
즉, 보이스 코일 모터 등의 렌즈 구동 기구는 히스테리시스를 갖고 평가값에 기초하여 결정되는 제어 전압값을 보이스 코일 모터에 인가하여 렌즈 구동 제어를 행하면, 인가 전압을 최소값(MIN)으로부터 목표 전압값(V1), 즉, 렌즈 위치(X1)에 대응하여 산출되는 목표 전압값(V1)으로 설정하는 경우와, 인가 전압을 최대값(MAX)으로부터 목표 전압값(V1)으로 설정하는 경우에서는, 렌즈 위치가 서로 다르게 된다고 하는 문제가 발생한다.
이 현상에 대하여, 도 5를 참조하여 설명한다. 도 5에는 (a)~(c)의 3종류의 렌즈 구동 방법을 실행한 경우의 최종적인 렌즈 위치에 대하여 설명하는 그래프이다. 횡축이 시간(t)이며, 종축이 렌즈 구동부로서의 보이스 코일 모터에 대한 인가 전압(V)과, 렌즈 위치(㎛)를 나타내고 있다. 그래프 중의 실선이 시간에 대응하는 인가 전압의 변화를 나타내고, 점선이 렌즈 위치의 시간 추이를 나타내고 있다.
(a)~(c)의 각각은, 보이스 코일 모터에 대하여 인가하는 전압을 다음과 같이 설정한 경우를 나타내고 있다.
(a) 전압을 0으로부터 0.1로 변화시킨 경우,
(b) 전압을 0.2로부터 0.1로 변화시킨 경우,
(c) 전압을 0.2로부터 0.075로 변화시키고, 그 후 0.1로 변화시킨 경우,
이들 3종류의 전압 제어를 행한 경우, 최종적인 렌즈 위치(원점(O)으로부터의 거리)는, 다음과 같이 된다.
(a) 렌즈 위치=150㎛
(b) 렌즈 위치=160㎛
(c) 렌즈 위치=150㎛
이와 같이, (a), (c)의 처리에서는, 렌즈는 동일한 위치에 설정되지만, (b)의 제어 방식에서는, (a), (c)와 비교하여 10㎛ 어긋난 위치에 렌즈가 설정되게 된다. 이와 같이, 최종적인 렌즈 위치는, 전압값을 대로부터 소로 하는 제어를 행하는 경우와, 소로부터 대로 하는 제어를 행한 경우에서는, 서로 다른 위치로 되게 된다고 하는 문제가 있다. 이것은, 히스테리시스에 기초하는 현상이며, 모터 구동 제어에서는 불가피한 문제이다.
본 발명의 렌즈 구동 제어 방법에 대하여, 도 6을 참조하여 설명한다. 본 발명의 렌즈 구동 방법은, 도 6에는, 3개의 다른 합초 위치에 대하여, 렌즈를 이동시키는 처리예 (a)~(c)를 도시하고 있다. (a)~(c)에 도시하는 각 그래프는, 횡축에 시간(t), 종축에 렌즈의 위치를 나타내는 그래프이며, 렌즈는 기점(0)~끝점(Max) 사이를 가동 범위로 하여 이동하는 것으로 한다.
(a)는 렌즈의 합초 위치(P1)가 끝점(Max)측 근방인 경우,
(b)는 렌즈의 합초 위치(P2)가 기점(0)~끝점(Max)의 대략 중앙에 있는 경우,
(c)는 렌즈의 합초 위치(P3)가 기점(0)측 근방인 경우,
의 각각의 경우를 나타내고 있다.
(a)의 렌즈의 합초 위치(P1)가 끝점(Max)측 근방인 경우에는,
우선, 렌즈는 기점(0)으로부터 끝점(Max)으로 이동 후, 끝점(Max)으로부터 기점(0) 방향으로 이동시켜 합초 위치(P1)를 통과하여, 합초 위치(P1)로부터 복귀량(X1)에 상당하는 거리를 오버런시킨 후, 재차, 끝점(Max) 방향으로 이동시켜 합초 위치(P1)에 설정한다.
(b)의 렌즈의 합초 위치(P2)가 기점(0)~끝점(Max)의 대략 중앙에 있는 경우에는,
우선, 렌즈는 기점(0)으로부터 끝점(Max)으로 이동 후, 끝점(Max)으로부터 기점(0) 방향으로 이동시켜 합초 위치(P2)를 통과하여, 합초 위치(P2)로부터 복귀량(X2)에 상당하는 거리를 오버런시킨 후, 재차, 끝점(Max) 방향으로 이동시켜 합초 위치(P2)에 설정한다.
(c)의 렌즈의 합초 위치(P3)가 기점(0)측 근방인 경우에는,
우선, 렌즈는 기점(0)으로부터 끝점(Max)으로 이동 후, 끝점(Max)으로부터 기점(0) 방향으로 이동시켜 합초 위치(P3)를 통과하고, 합초 위치(P3)로부터 복귀량(X3)에 상당하는 거리를 오버런시킨 후, 재차, 끝점(Max) 방향으로 이동시켜 합초 위치(P3)에 설정한다.
이와 같이, 본 발명의 렌즈 구동 방식은, 최종적인 렌즈 설정 위치에 렌즈를 구동시키는 경우에, 항상, 일단, 렌즈의 합초 위치(Pn)로부터 기점(0)측에 소정의 복귀량(Xn) 오버런시키고, 그 후, 오버런시킨 복귀량(Xn)분, 기점(0)측으로부터 끝점(Max)측으로 이동시켜 렌즈의 합초 위치(Pn)에 렌즈를 설정하는 처리를 행한다. 이와 같이, 렌즈의 합초 위치(Pn)에의 설정을, 항상 한 방향으로부터의 이동(기점(0)측으로부터 끝점(Max)측)에 의해 설정함으로써, 히스테리시스에 기초하는 오차의 발생을 방지하는 것이 가능하게 되어, 정확한 렌즈 위치의 조정, 즉 포커스 제어가 가능하게 된다.
또한, 본 발명의 구성에서는, 렌즈의 합초 위치(Pn)에 따른 복귀량(Xn)을 규정하고, 규정한 복귀량(Xn)분의 오버런과 복귀 처리를 행하는 구성으로 하였으므로, 예를 들면, 일단, 기점(0)까지 닿게 하고, 그 후 복귀시키는 처리를 행하는 구성과 비교하여, 단시간에 렌즈를 최종적인 제어 위치에 도달시키는 것이 가능하게 된다.
렌즈의 합초 위치(Pn)와 복귀량(Xn)과의 대응에 대하여, 도 7을 참조하여 설명한다. 도 7에 도시하는 그래프는, 횡축에 렌즈의 합초 위치(Pn), 종축에 복귀량(Xn)을 나타낸 그래프이다. 렌즈의 합초 위치(Pn)는, 렌즈의 가동 범위인 기점(0)~끝점(Max)에 설정된다. 이들 각 합초 위치(Pn)에 대응하는 복귀량(Xn)이 그래프에 도시하는 곡선에 의해 정의된다. 예를 들면,
렌즈의 합초 위치=P1인 경우, 복귀량은 X1,
렌즈의 합초 위치=P2인 경우, 복귀량은 X2,
로서, 렌즈의 합초 위치(Pn)에 기초하여 복귀량(Xn)이 결정된다.
렌즈의 합초 위치(Pn)는, 도 1을 참조하여 설명한 오토 포커스 제어부(105)에서, 공간 주파수에 기초하는 평가값에 따라서 결정(도 4 참조)되고, 오토 포커스 제어부(105)는, 평가값에 따라서 결정한 렌즈의 합초 위치(Pn)에 기초하여 복귀량(Xn)을 결정한다. 오토 포커스 제어부(105)는, 예를 들면, 도 7에 도시하는 렌즈의 합초 위치(Pn)와 복귀량(Xn)과의 대응 관계를 유지한 테이블을 유지하고, 테이블에 기초하여, 렌즈의 합초 위치(Pn)에 대응하는 복귀량(Xn)을 결정한다.
혹은, 오토 포커스 제어부(105)에서, 도 7에 도시하는 그래프 상의 곡선에 상당하는 함수를 적용하고, 합초 위치(Pn)를 입력값으로 하여 복귀량(Xn)을 산출하는 연산을 행하여, 합초 위치(Pn)에 대응하는 복귀량(Xn)을 산출하는 구성으로 해도 된다.
오토 포커스 제어부(105)는, 합초 위치(Pn) 및, 합초 위치(Pn)에 대응하는 복귀량(Xn)을 포함하는 렌즈 구동 제어 정보를 생성하고, 생성한 렌즈 구동 제어 정보를, 도 1에 도시하는 렌즈 구동 제어부(106)에 입력한다. 렌즈 구동 제어부(106)는, 오토 포커스 제어부(105)로부터 입력받는 합초 위치(Pn) 및 복귀량(Xn)을 포함하는 렌즈 구동 제어 정보에 기초하여 렌즈 구동 제어를 실행한다. 이 렌즈 구동이, 도 6을 참조하여 설명한 구동 처리에 상당한다.
또한, 렌즈의 합초 위치(Pn)와 복귀량(Xn)과의 대응에 대하여, 먼저 도 7을 참조하여 설명하였지만, 도 7에 도시하는 렌즈의 합초 위치(Pn)와 복귀량(Xn)과의 대응 관계는 일례이며, 오토 포커스 제어부(105)는, 촬상 장치에서 적용하는 구동 계에 따른 최적의 합초 위치(Pn)와 복귀량(Xn)과의 대응 테이블, 또는, 합초 위치(Pn)로부터 복귀량(Xn)을 산출하는 연산식을 적용하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 촬상 장치에서 적용하는 구동계의 실측에 기초하여, 대응 테이블 또는 연산식을 결정하고, 결정한 대응 테이블 또는 연산식을 오토 포커스 제어부(105)가 액세스 가능한 촬상 장치의 메모리에 저장하고, 오토 포커스 제어부(105)가 메모리로부터 테이블 또는 연산식을 취득하여, 합초 위치(Pn)에 대응하는 복귀량(Xn)을 결정한다.
도 7에 도시하는 렌즈의 합초 위치(Pn)와 복귀량(Xn)과의 대응 관계는, 렌즈의 합초 위치가 서로 다르면, 복귀량을 모두 서로 다른 설정으로 한 예이지만, 이러한 설정으로 하지 않고, 일정 범위의 합초 위치에서는 일률적인 복귀량으로 하여, 소정 범위마다의 합초 위치에 따라서 스텝적으로 복귀량을 설정하는 구성으로 하여도 된다.
도 8을 참조하여, 이러한 스텝적인 복귀량의 설정예에 대하여 설명한다. 도 8에 도시하는 예는, 렌즈의 가동 범위로서의 기점(0)으로부터 끝점(Max) 사이에 1개의 임계값 포지션(Pth)을 설정하고, 렌즈의 합초 위치(Pn)가, 임계값 포지션(Pth)으로부터 끝점(Max) 사이에 설정된 경우에는, 일률적인 복귀량(Xα)을 적용한 처리를 실행하고, 렌즈의 합초 위치(Pn)가, 기점(0)으로부터 임계값 포지션(Pth) 사이에 설정된 경우에는, 특정한 복귀량을 적용하지 않고, 기점(0)까지 이동(오버런)시킨 후, 렌즈의 합초 위치(Pn)로 복귀시키는 설정으로 한 예이다.
도 8의 (1), (2)에 도시하는 그래프는, 횡축에 시간(t), 종축에 렌즈의 위치 를 나타내는 그래프이며, 렌즈는 기점(0)~끝점(Max) 사이를 가동 범위로 하여 이동하는 것으로 한다. 도 8의 (1)은, 렌즈의 합초 위치(Pn)가, 임계값 포지션(Pth)으로부터 끝점(Max) 사이에 설정된 경우의 예이며, 이와 같이, 렌즈의 합초 위치(Pn)가, 임계값 포지션(Pth)으로부터 끝점(Max) 사이에 설정된 경우에는, 일률적인 복귀량(X)을 적용한 처리를 실행한다.
즉, 우선, 렌즈는 기점(0)으로부터 끝점(Max)으로 이동 후, 끝점(Max)으로부터 기점(0) 방향으로 이동시켜 합초 위치(P1)를 통과하여, 합초 위치(P1)로부터 복귀량(Xα)에 상당하는 거리를 오버런시킨 후, 재차, 끝점(Max) 방향으로 이동시켜, 렌즈를 합초 위치(P1)에 설정한다.
도 8의 (2)는, 렌즈의 합초 위치(Pn)가, 기점(0)으로부터 임계값 포지션(Pth) 사이에 설정된 경우의 예이며, 이와 같이, 렌즈의 합초 위치(Pn)가, 기점(0)으로부터 임계값 포지션(Pth) 사이에 설정된 경우에는, 특정한 복귀량을 적용하지 않고, 기점(0)까지 이동(오버런)시킨 후, 렌즈의 합초 위치(Pn)에 복귀시키는 처리를 실행한다.
즉, 우선, 렌즈는 기점(0)으로부터 끝점(Max)으로 이동 후, 끝점(Max)으로부터 기점(0) 방향으로 이동시켜 합초 위치(P2)를 통과하여, 기점(0)까지, 오버런시킨 후, 재차, 끝점(Max) 방향으로 이동시켜, 렌즈를 합초 위치(P2)에 설정한다.
이러한 간이적인 처리를 실행한 경우라도, 최종적인 렌즈 설정 위치에 렌즈를 구동시키는 경우에, 최종적인 렌즈의 합초 위치(Pn)에의 설정은, 항상 한방향으로부터의 이동(기점(0)측으로부터 끝점(Max)측)에 의해 실행되게 되며, 히스테리시 스에 기초하는 오차의 발생을 방지하는 것이 가능하게 되어, 정확한 렌즈 위치의 조정, 즉 포커스 제어가 가능하게 된다. 또한, 렌즈의 합초 위치(Pn)가, 임계값 포지션(Pth)으로부터 끝점(Max) 사이에 설정된 경우의 복귀량은, 복귀량(Xα)이 적용되는 구성으로 하였으므로, 예를 들면, 일단, 기점(0)까지 닿게 하고, 그 후 복귀시키는 처리를 행하는 구성과 비교하여, 단시간에 렌즈를 최종적인 제어 위치에 도달시키는 것이 가능하게 된다.
도 9에 도시하는 플로우차트를 참조하여, 본 발명의 촬상 장치에서의 렌즈 위치 조정 방법의 처리 시퀀스에 대하여 설명한다. 도 9에 도시하는 처리는, 도 1에 도시하는 각 구성부의 처리에 의해 실행된다. 우선, 스텝 S101에서, 스캔 처리가 실행된다. 이것은, 예를 들면 도 1에 도시하는 렌즈(101)를 예비적으로 구동하여, 각 위치에서의 콘트라스트의 변화, 즉, 앞서 도 2를 참조하여 설명한 공간 주파수 추출 에리어에서의 고주파 성분의 추출을 실행하여, 콘트라스트가 가장 높은 위치, 즉 합초 위치를 취득하기 위해 실행되는 처리이다.
스텝 S102에서, 스캔 결과에 기초하여 합초 위치가 결정된다. 도 1에 도시하는 공간 주파수 추출부(104)에서, 도 2를 참조하여 설명한 공간 주파수 추출 에리어에서의 고주파 성분의 추출이 실행되고, 오토 포커스 제어부(105)에서, 공간 주파수 추출부(104)로부터 입력받는 고주파 성분 데이터에 기초하는 적분 데이터를 평가값으로서 산출하고, 평가값에 기초하여 합초 위치(P)를 결정한다.
다음으로 스텝 S103에서, 합초 위치(P)에 대응하는 복귀량(X)을 산출한다. 즉, 주제어부로서의 오토 포커스 제어부(105)는, 평가값에 기초하는 렌즈의 구동 제어 정보로서, 합초 위치(P)와, 합초 위치(P)에 대응하는 복귀량(X)을 포함하는 구동 제어 정보를 생성한다. 합초 위치(P)에 대응하는 복귀량(X)의 산출은, 앞에서 설명한 바와 같이, 촬상 장치 내의 메모리에 저장된 테이블을 적용하거나, 혹은 연산 처리에 의해 구한다.
다음으로, 스텝 S104, 스텝 S105에서, 렌즈의 구동을 행한다. 렌즈의 구동 시퀀스는, 도 6~도 8을 참조하여 설명한 바와 같이, 우선, 기점(0)으로부터 끝점(Max)으로 이동시킨 후, 끝점(Max)으로부터 합초 위치(P)를 통과시켜, 소정의 복귀량(X)분, 오버런시키고, 그 후, 재차, 기점측으로부터 합초 위치(P) 방향으로 이동시켜, 합초 위치(P)에 렌즈를 설정하는 처리로서 실행된다. 이 처리가 스텝 S104, S105에서 실행된다.
이와 같이, 본 발명의 촬상 장치에서는, 원하는 렌즈 설정 위치에 렌즈를 구동시키는 구성에서, 최종적인 렌즈의 위치 설정을 완료시키는 처리에서는, 항상 동일 방향으로부터의 이동 처리로서 실행함으로써, 히스테리시스에 기초하는 오차의 발생을 방지하는 것이 가능하게 된다. 또한, 렌즈 설정 위치에 대응하는 소정의 복귀량을 적용하는 구성으로 하였으므로, 단시간에 렌즈를 최종적인 제어 위치에 도달시키는 것이 가능하게 된다.
또한, 상술한 실시예에서는, 렌즈의 구동 처리의 일례로서 포커스 제어를 행하는 실시예를 설명하였지만, 그 밖의 예를 들면 줌 처리 등, 렌즈 이동을 행하는 제어에서, 본 발명은 적용 가능하며, 상술한 것과 마찬가지로, 히스테리시스를 해소한 정확한 렌즈 위치 설정과, 처리 시간을 단축한 효율적인 처리가 가능하게 된 다.
이상, 특정한 실시예를 참조하면서, 본 발명에 대하여 상세하게 설명하였다. 그러나, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 당업자가 상기 실시예의 수정이나 대용을 이룰 수 있는 것은 자명하다. 즉, 예시라고 하는 형태로 본 발명을 개시한 것이며, 한정적으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 요지를 판단하기 위해서는, 특허 청구의 범위의 란을 참작해야 한다.
<산업상의 이용 가능성>
이상, 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예의 구성에 따르면, 예를 들면 촬상 장치에서의 오토 포커스 처리 등, 원하는 렌즈 설정 위치에 렌즈를 이동시키는 구성에서, 최종적으로 렌즈의 위치 설정을 완료하는 시점에서는, 항상 동일 방향으로부터의 이동 처리를 실행시키는 구성으로서 히스테리시스에 기초하는 오차의 발생을 방지하는 것을 가능하게 하였다. 또한, 렌즈 설정 위치에 대응하는 소정의 복귀량을 적용하여 렌즈 구동을 행하는 구성으로 하였으므로, 단시간에 렌즈를 최종적인 제어 위치에 도달시키는 것이 가능하게 되어, 효율적이고 정확한 렌즈 위치 조정이 실현된다.
본 발명의 일 실시예의 구성에 따르면, 예를 들면 촬상 장치에서의 오토 포커스 처리 등, 원하는 렌즈 설정 위치에 렌즈를 이동시키는 구성에서, 최종적으로 렌즈의 위치 설정을 완료하는 시점에서는, 항상 동일 방향으로부터의 이동 처리를 실행시키는 구성으로서 히스테리시스에 기초하는 오차의 발생을 방지하는 것을 가 능하게 하였다. 또한, 렌즈 설정 위치에 대응하는 소정의 복귀량을 적용하여 렌즈 구동을 행하는 구성으로 했으므로, 단시간에 렌즈를 최종적인 제어 위치에 도달시키는 것이 가능하게 되어, 효율적이고 정확한 렌즈 위치 조정이 실현된다.

Claims (8)

  1. 렌즈의 구동 제어를 실행하는 렌즈 구동 제어부와,
    상기 렌즈 구동 제어부에서의 렌즈 구동 양태의 설정 정보로서의 렌즈 구동 제어 정보를 생성하는 주제어부를 갖고,
    상기 주제어부는,
    렌즈의 최종적인 설정 위치와, 그 설정 위치를 통과시켜 설정 위치에 복귀시키는 거리로서의 복귀량을 포함하는 렌즈 구동 제어 정보를 생성하고,
    상기 렌즈 구동 제어부는,
    상기 설정 위치와, 복귀량에 따라서, 렌즈를 일단, 설정 위치를 통과시키고, 상기 복귀량 분의 복귀 처리를 실행하여, 렌즈를 설정 위치에 위치 결정하는 처리를 실행하는 구성인 것을 특징으로 하는 촬상 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 주제어부는,
    렌즈 설정 위치와 복귀량을 대응시킨 테이블, 또는, 렌즈 설정 위치에 기초하여 대응하는 복귀량을 산출하는 연산 처리에 의해, 렌즈 설정 위치에 대응하는 복귀량을 결정하는 처리를 실행하는 구성인 것을 특징으로 하는 촬상 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 주제어부는,
    미리 정해진 임계값에 의해 구분된 영역마다 설정된 복귀량을, 렌즈 설정 위치에 기초하여 선택하여, 렌즈 설정 위치에 대응하는 복귀량을 결정하는 처리를 실행하는 구성인 것을 특징으로 하는 촬상 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 주제어부는,
    렌즈의 합초 위치를 결정하는 오토 포커스 제어부이며,
    촬상 화상에 기초하여 취득된 공간 주파수 정보를 입력받아, 렌즈의 합초 위치를 상기 렌즈의 최종적인 설정 위치로서 산출함과 함께, 산출한 설정 위치에 대응하는 복귀량을 결정하여, 상기 설정 위치 및 복귀량을 포함하는 렌즈 구동 제어 정보의 생성 처리를 실행하는 구성인 것을 특징으로 하는 촬상 장치.
  5. 렌즈 위치 조정 방법으로서,
    주제어부에서, 렌즈의 최종적인 설정 위치와, 그 설정 위치를 통과시켜 설정 위치에 복귀시키는 거리로서의 복귀량을 포함하는 렌즈 구동 제어 정보를 생성하는 렌즈 구동 제어 정보 생성 스텝과,
    렌즈 구동 제어부에서,
    상기 설정 위치와, 복귀량에 따라서, 렌즈를 일단, 설정 위치를 통과시키고, 상기 복귀량 분의 복귀 처리를 실행하여, 렌즈를 설정 위치에 위치 결정하는 처리 를 실행하는 렌즈 구동 스텝을 갖는 것을 특징으로 하는 렌즈 위치 조정 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 렌즈 구동 제어 정보 생성 스텝은,
    렌즈 설정 위치와 복귀량을 대응시킨 테이블, 또는, 렌즈 설정 위치에 기초하여 대응하는 복귀량을 산출하는 연산 처리에 의해, 렌즈 설정 위치에 대응하는 복귀량을 결정하는 처리를 실행하는 스텝인 것을 특징으로 하는 렌즈 위치 조정 방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 렌즈 구동 제어 정보 생성 스텝은,
    미리 정해진 임계값에 의해 구분된 영역마다 설정된 복귀량을, 렌즈 설정 위치에 기초하여 선택하여, 렌즈 설정 위치에 대응하는 복귀량을 결정하는 처리를 실행하는 스텝인 것을 특징으로 하는 렌즈 위치 조정 방법.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 주제어부는, 렌즈의 합초 위치를 결정하는 오토 포커스 제어부이며,
    상기 렌즈 구동 제어 정보 생성 스텝은,
    촬상 화상에 기초하여 취득된 공간 주파수 정보를 입력받아, 렌즈의 합초 위치를 상기 렌즈의 최종적인 설정 위치로서 산출함과 함께, 산출한 설정 위치에 대 응하는 복귀량을 결정하여, 상기 설정 위치 및 복귀량을 포함하는 렌즈 구동 제어 정보의 생성 처리를 실행하는 스텝인 것을 특징으로 하는 렌즈 위치 조정 방법.
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