JP2015064521A - 焦点検出装置、焦点調節装置、および撮像装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】光学系の焦点状態を適切に検出することができる焦点検出装置を提供する。【解決手段】光学系による像に対応する画像信号を取得する取得部21と、高輝度被写体を検出する被写体検出部21と、画像信号から周波数信号を抽出する抽出部21と、焦点調節レンズ32の所定のレンズ位置ごとに、周波数信号の積算値を算出する第1算出部21と、周波数信号の積算値が最も大きいレンズ位置を、第1レンズ位置として検出する第1レンズ位置検出部21と、焦点調節レンズ32の所定のレンズ位置ごとに、画像信号の積算値を算出する第2算出部21と、画像信号の積算値が最小であるレンズ位置を第2レンズ位置として検出する第2レンズ位置検出部21と、高輝度被写体が検出された場合に、第2レンズ位置が第1レンズ位置よりも所定距離以上至近側に位置する場合には、非合焦と判断する制御部21と、を備えることを特徴とする焦点検出装置。【選択図】 図1
Description
本発明は、焦点検出装置、焦点調節装置、および撮像装置に関する。
従来より、夜間に、外灯などの点光源を含む被写体を撮影する際に、点光源に対応する画素の画像信号が飽和してしまい、画像信号に基づいて、光学系の焦点状態を検出できない場合があった。一方、点光源が存在する場合には、点光源にピントが合うほど、点光源の像は小さくなり、その分、点光源に対応する画素の数も少なくなるため、点光源を含む所定の画像領域内における画像信号の積算値は小さくなる。そのため、点光源により画像信号が飽和している場合に、点光源を含む所定の画像領域内の画像信号を積算し、画像信号の積算値が最小となるレンズ位置を合焦位置として検出する技術が知られている(たとえば、特許文献1参照)。
しかしながら、被写体のコントラストが強い場合などに、画像信号の積算値が最小となるレンズ位置が、対象被写体にピントの合うレンズ位置よりも至近側で検出されてしまう場合があり、この場合、被写体よりも至近側にピントの合う、いわゆる、至近ボケが生じてしまう場合があった。
本発明は、以下の解決手段によって上記課題を解決する。
[1]本発明に係る焦点検出装置は、焦点調節レンズを含む光学系による像に対応する画像信号を取得する取得部と、所定値以上の輝度の被写体を高輝度被写体として検出する被写体検出部と、前記画像信号から特定の周波数成分に対応する周波数信号を抽出する抽出部と、前記焦点調節レンズの所定のレンズ位置ごとに、前記周波数信号の積算値を算出する第1算出部と、前記周波数信号の積算値が最も大きいレンズ位置を、第1レンズ位置として検出する第1レンズ位置検出部と、前記焦点調節レンズの所定のレンズ位置ごとに、前記画像信号の積算値を算出する第2算出部と、前記画像信号の積算値が最小であるレンズ位置を第2レンズ位置として検出する第2レンズ位置検出部と、前記高輝度被写体が検出された場合に、前記第2レンズ位置が前記第1レンズ位置よりも所定距離以上至近側に位置する場合には、非合焦と判断する制御部と、を備えることを特徴とする。
[2]本発明に係る焦点調節装置は、上記焦点検出装置と、前記焦点調節レンズの駆動を制御する駆動制御部とをさらに備え、前記制御部は、前記高輝度被写体が検出された場合に、前記第2レンズ位置が前記第1レンズ位置よりも所定距離以上至近側に位置する場合には、前記駆動制御部に、前記焦点調節レンズを前記第1レンズ位置に駆動させることを特徴とする。
[3]上記焦点調節装置に係る発明において、前記制御部は、前記高輝度被写体が検出された場合に、前記第2レンズ位置が前記第1レンズ位置よりも所定距離以上至近側に位置する場合には、前記第1レンズ位置の合焦位置としての信頼性にかかわらず、前記駆動制御部に、前記焦点調節レンズを前記第1レンズ位置に駆動させるように構成することができる。
[4]本発明に係る撮像装置は、上記焦点検出装置を備えることを特徴とする。
[5]本発明に係る撮像装置は、上記焦点調節装置を備えることを特徴とする。
本発明によれば、光学系の焦点状態を適切に検出することができる。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図1は、本発明の本実施形態に係るデジタルカメラ1を示す構成図である。本実施形態のデジタルカメラ1(以下、単にカメラ1という。)は、カメラ本体2とレンズ鏡筒3から構成され、これらカメラ本体2とレンズ鏡筒3はマウント部4により着脱可能に結合されている。
レンズ鏡筒3は、カメラ本体2に着脱可能な交換レンズである。図1に示すように、レンズ鏡筒3には、レンズ31,32,33、および絞り34を含む光学系が内蔵されている。
レンズ32は、フォーカスレンズであり、光軸L1方向に移動することで、光学系の焦点距離を調節可能となっている。フォーカスレンズ32は、レンズ鏡筒3の光軸L1に沿って移動可能に設けられ、エンコーダ35によってその位置が検出されつつフォーカスレンズ駆動モータ36によってその位置が調節される。
エンコーダ35で検出されたフォーカスレンズ32の現在位置情報は、レンズ制御部37を介して後述するカメラ制御部21へ送出され、フォーカスレンズ駆動モータ36は、この情報に基づいて演算されたフォーカスレンズ32の駆動目標位置が、カメラ制御部21からレンズ制御部37を介して送出されることにより駆動する。
絞り34は、光学系を通過して撮像素子22に至る光束の光量を制限するとともにボケ量を調整するために、光軸L1を中心にした開口径が調節可能に構成されている。絞り34による開口径の調節は、たとえば自動露出モードにおいて演算された適切な開口径が、カメラ制御部21からレンズ制御部37を介して送出されることにより行われる。また、カメラ本体2に設けられた操作部28によるマニュアル操作により、設定された開口径がカメラ制御部21からレンズ制御部37に入力される。絞り34の開口径は図示しない絞り開口センサにより検出され、レンズ制御部37で現在の開口径が認識される。
一方、カメラ本体2には、光学系からの光束L1を受光する撮像素子22が、光学系の予定焦点面に設けられ、その前面にシャッター23が設けられている。撮像素子22はCCDやCMOSなどのデバイスから構成され、受光した光信号を電気信号に変換してカメラ制御部21に送出する。カメラ制御部21に送出された画像情報は、逐次、液晶駆動回路25に送出されて観察光学系の電子ビューファインダ(EVF)26に表示されるとともに、操作部28に備えられたレリーズボタン(不図示)が全押しされた場合には、その画像情報が、記録媒体であるカメラメモリ24に記録される。なお、カメラメモリ24は着脱可能なカード型メモリや内蔵型メモリの何れをも用いることができる。
カメラ本体2には、撮像素子22で撮像される像を観察するための観察光学系が設けられている。本実施形態の観察光学系は、液晶表示素子からなる電子ビューファインダ(EVF)26と、これを駆動する液晶駆動回路25と、接眼レンズ27とを備えている。液晶駆動回路25は、撮像素子22で撮像され、カメラ制御部21へ送出された画像情報を読み込み、これに基づいて電子ビューファインダ26を駆動する。これにより、ユーザは、接眼レンズ27を通して現在の撮影画像を観察することができる。なお、光軸L2による上記観察光学系に代えて、または、これに加えて、液晶ディスプレイをカメラ本体2の背面等に設け、この液晶ディスプレイに撮影画像を表示させることもできる。
カメラ本体2にはカメラ制御部21が設けられている。カメラ制御部21は、マウント部4に設けられた電気信号接点部41によりレンズ制御部37と電気的に接続され、このレンズ制御部37からレンズ情報を受信するとともに、レンズ制御部37へデフォーカス量や絞り開口径などの情報を送信する。また、カメラ制御部21は、上述したように撮像素子22から画素出力を読み出すとともに、読み出した画素出力について、必要に応じて所定の情報処理を施すことにより画像情報を生成し、生成した画像情報を、電子ビューファインダ26の液晶駆動回路25やメモリ24に出力する。また、カメラ制御部21は、撮像素子22からの画像情報の補正やレンズ鏡筒3の絞り調節状態などを検出するなど、カメラ1全体の制御を司る。
また、カメラ制御部21は、上記に加えて、光学系の焦点状態の検出も行う。ここで、図2は、カメラ制御部21の構成を示すブロック図であり、カメラ制御部21の構成のうち、特に、光学系の焦点状態の検出に関する構成を例示している。光学系の焦点状態を検出するために、カメラ制御部21は、図2に示すように、ハイパスフィルター(HPF)211と、第1積算回路212と、第1最大値回路213と、第2積算回路214と、第2最大値回路215と、焦点検出部216と、を備えている。
本実施形態では、図2に示すように、撮像素子22は、光束L1を受光する受光面に、二次元状に配列された複数の撮像画素221を有しており、フォーカスレンズ32を含む撮影光学系を通過した光束L1を各撮像画素221で受光する。そして、撮像画素221は、受光した光の強さに応じた画像信号をカメラ制御部21に出力する。複数の撮像画素221から出力された複数の画像信号は、図2に示すように、ハイパスフィルター211、第2積算回路214、および第2最大値回路215に入力される。
ハイパスフィルター211は、FIRデジタルフィルターなどの検波フィルターである。ハイパスフィルター211は、撮像画素221からそれぞれ出力された画像信号から高周波成分に対応する高周波信号を抽出することで、複数の撮像画素221から複数の高周波信号を取得する。
たとえば、ハイパスフィルター211は、撮像素子22上に撮像画素221A〜221Eが連続して配置されている場合に、連続する5つの撮像画素のうち中央の撮像画素221Cの画像信号の高周波成分を、高周波信号として抽出する場合には、連続する5つの撮像画素221A〜221Eの画像信号のそれぞれに対して所定のフィルター処理を施すことで、撮像画素221Cの画像信号の高周波成分を高周波信号として抽出することができる。そして、ハイパスフィルター211により抽出された複数の高周波信号は、第1積算回路212および第1最大値回路213に送出される。
第1積算回路212は、ハイパスフィルター211により抽出された複数の高周波信号を取得し、取得した複数の高周波信号の積算値を、焦点評価値として算出する。また、本実施形態では、撮影光学系の撮影画面内に複数の焦点検出エリアAFPが設定されており、第1積算回路212は、撮影画面内に設定された焦点検出エリアAFPごとに、焦点評価値を算出する。すなわち、第1積算回路212は、複数の撮像画素221の高周波信号を焦点検出エリアAFPごとに積算することで、焦点検出エリアAFPごとの高周波信号の積算値を焦点評価値として算出する。そして、第1積算回路212により算出された焦点評価値は、焦点検出部216に送出される。
なお、焦点検出エリアAFPに対応する撮像画素221の数は、特に限定されず、たとえば、焦点検出エリアAFPを、100×100の1万画素分の撮像画素221に対応する領域として設定することができる。この場合、焦点評価値は、1万画素分の撮像画素221の高周波信号の積算値として算出されることとなる。
第1最大値回路213は、ハイパスフィルター211により抽出された複数の高周波信号を取得し、取得した複数の高周波信号のうち最大の値を、高周波最大値として算出する。また、本実施形態において、第1最大値回路213は、高周波最大値を、焦点検出エリアAFPごとに算出する。すなわち、第1最大値回路213は、焦点検出エリアAFPに対応する複数の撮像画素221の高周波信号のうち最大の値を、高周波最大値として算出することで、焦点検出エリアAFPごとの高周波信号の最大値を、高周波最大値として算出する。たとえば、焦点検出エリアAFPに対応する撮像画素221の数が1万画素である場合、第1最大値回路213は、1万個の撮像画素221から出力された高周波信号の中から、値が最も大きい1つの撮像画素221の高周波信号の値を、高周波最大値として算出することとなる。そして、第1最大値回路213により算出された高周波最大値は、焦点検出部216に送出される。
第2積算回路214は、複数の撮像画素221から出力された複数の画像信号を取得し、取得した複数の画像信号の積算値を、点光源を評価するための点光源評価値として算出する。このように、第2積算回路214では、撮像画素221により出力された画像信号を、ハイパスフィルター211を介さずにそのまま積算することで、点光源評価値を算出する。また、本実施形態において、第2積算回路214は、点光源評価値を、焦点検出エリアAFPごとに算出する。すなわち、第2積算回路214は、複数の撮像画素221の画像信号を焦点検出エリアAFPごとに積算することで、焦点検出エリアAFPごとの画像信号の積算値を点光源評価値として算出する。そして、第2積算回路214により算出された点光源評価値は、焦点検出部216に送出される。
第2最大値回路215は、複数の撮像画素221から出力された複数の画像信号を取得し、取得した複数の画像信号のうち最大の値を、画像信号最大値として算出する。また、第2最大値回路215では、第2積算回路214と同様に、撮像画素221により出力された画像信号を、ハイパスフィルター211を介さずにそのまま用いることで、画像信号最大値を算出する。さらに、本実施形態において、第2最大値回路215は、画像信号最大値を、焦点検出エリアAFPごとに算出する。すなわち、第2最大値回路215は、焦点検出エリアAFPに対応する複数の撮像画素221の画像信号のうち最大の値を、画像信号最大値として算出することで、焦点検出エリアAFPごとの画像信号の最大値を、画像信号最大値として算出する。そして、第2最大値回路215により算出された画像信号最大値は、焦点検出部216に送出される。
焦点検出部216は、第1積算回路212から送信された焦点評価値と、第1最大値回路213から送信された高周波最大値と、第2積算回路214から送信された点光源評価値と、第2最大値回路215から送信された画像信号最大値とに基づいて、光学系の焦点状態を検出する。なお、焦点検出部216による焦点検出方法については、後述する。
図1に戻り、操作部28は、シャッターレリーズボタンなどの撮影者がカメラ1の各種動作モードを設定するための入力スイッチであり、オートフォーカスモード/マニュアルフォーカスモードの切換が行えるようになっている。この操作部28により設定された各種モードはカメラ制御部21へ送出され、当該カメラ制御部21によりカメラ1全体の動作が制御される。また、シャッターレリーズボタンは、ボタンの半押しでONとなる第1スイッチSW1と、ボタンの全押しでONとなる第2スイッチSW2とを含む。
次いで、本実施形態に係るカメラ1の動作例を説明する。図3は、本実施形態に係るカメラ1の動作を示すフローチャートである。
まず、ステップS101では、カメラ制御部21により、焦点評価値、高周波最大値、点光源評価値、および画像信号最大値の算出が開始される。具体的には、カメラ制御部21は、まず、レンズ制御部37にフォーカスレンズ32の駆動開始指令を送出し、レンズ制御部37を介して、フォーカスレンズ駆動モータ36に、フォーカスレンズ32を光軸L1に沿って駆動させる。なお、フォーカスレンズ32の駆動は、無限遠端から至近端に向かって行なってもよいし、あるいは、至近端から無限遠端に向かって行なってもよい。
そして、カメラ制御部21は、フォーカスレンズ32を駆動させながら、所定間隔で、複数の撮像画素221から複数の画像信号を読み出し、読み出した複数の画像信号を、図2に示すように、ハイパスフィルター211、第2積算回路214、および第2最大値回路215に送出する。
ハイパスフィルター211は、複数の撮像画素221の画像信号から複数の高周波信号を抽出し、抽出した複数の高周波信号を、第1積算回路212および第1最大値回路213に送出する。これにより、第1積算回路212では、複数の高周波信号の積算値が、焦点評価値として、フォーカスレンズ位置ごとに算出され、第1最大値回路213では、複数の高周波信号のうち最大の値が、高周波最大値として、フォーカスレンズ位置ごとに算出される。
また、第2積算回路214では、ハイパスフィルター211を介さずに、複数の撮像画素221から複数の画像信号が取得され、取得された複数の画像信号の積算値が、点光源評価値として、フォーカスレンズ位置ごとに算出される。さらに、第2最大値回路215では、ハイパスフィルター211を介さずに、複数の撮像画素221から複数の画像信号が取得され、取得された複数の画像信号のうち最大の値が、画像信号最大値として、フォーカスレンズ位置ごとに算出される。
さらに、本実施形態においては、撮影画面内に複数の焦点検出エリアAFPが設定されており、カメラ制御部21は、焦点検出エリアAFPごとに、焦点評価値、高周波最大値、点光源評価値、および画像信号最大値を算出する。すなわち、本実施形態において、第1積算回路212は、複数の撮像画素221の高周波信号を焦点検出エリアAFPごとに積算することで、焦点評価値を焦点検出エリアAFPごとに算出し、また、第1最大値回路213は、焦点検出エリアAFPに対応する複数の撮像画素221の高周波信号のうち最大の値を焦点検出エリアAFPごとに算出することで、高周波最大値を焦点検出エリアAFPごとに算出する。同様に、第2積算回路214は、複数の撮像画素221の画像信号を焦点検出エリアAFPごとに積算することで、点光源評価値を焦点検出エリアAFPごとに算出し、第2最大値回路215は、焦点検出エリアAFPに対応する複数の撮像画素221の画像信号のうち最大の値を焦点検出エリアAFPごとに算出することで、画像信号最大値を、焦点検出エリアAFPごとに算出する。
このように、カメラ制御部21は、焦点評価値、高周波最大値、点光源評価値、および画像信号最大値を、焦点検出エリアAFPごと、フォーカスレンズ位置ごとに算出する。なお、カメラ制御部21は、ステップS101以降においても、フォーカスレンズ32を駆動させながら、焦点評価値、高周波最大値、点光源評価値、および、画像信号最大値を繰り返し算出する。
ステップS102では、カメラ制御部21により、点光源により画像信号が飽和しているか否かの判断が行われる。ここで、夜景撮影時など、撮影画面が全体的に暗い場合には、露光を調整するために、画像信号の増幅が行われる。この場合に、点光源などの高輝度被写体が存在する場合には、高輝度被写体に対応する画像信号も増幅されてしまうため、高輝度被写体に対応する撮像画素221の画像信号が飽和してしまう場合がある。そこで、本実施形態において、カメラ制御部21は、たとえば、画像全体の輝度の平均値が所定値以下であり、かつ、ステップS101において、フォーカスレンズ32を駆動させながら画像信号最大値を算出した結果、画像信号最大値が、撮像画素221が出力可能な画像信号の上限値(出力上限値)となったレンズ位置を検出できた場合に、点光源により画像信号が飽和していると判断することができる。そして、点光源により画像信号が飽和していると判断された場合には、ステップS110に進み、一方、点光源により画像信号が飽和していないと判断された場合には、ステップS103に進む。
ステップS103では、点光源により画像信号が飽和していないと判断されているため、カメラ制御部21により、焦点評価値が最大となるレンズ位置(焦点評価値のピーク位置)が合焦位置として検出される。
ここで、図4は、点光源により画像信号が飽和している場合の焦点評価値と、画像信号が飽和していない場合の焦点評価値の一例を示す図である。たとえば、点光源により連続する複数の撮像画素221の画像信号が飽和している場合には、連続する複数の撮像画素221の画像信号は飽和により一定の値(出力上限値)となる。そのため、このような撮像画素221の画像信号に基づいて被写体の高周波成分(コントラスト)を検出することができず、図4に示すように、被写体(点光源)にピントの合うレンズ位置(被写***置)において、高周波信号の積算値である焦点評価値が低下してしまう場合がある。一方、点光源のフレアの影響により、被写***置よりも無限遠側および被写***置よりも至近側において、焦点評価値が大きい値で算出され、その結果、図4に示すように、被写***置よりも無限遠側および被写***置よりも至近側のレンズ位置において、焦点評価値のピークがそれぞれ検出される場合がある。このような場合に、焦点評価値のピーク位置を合焦位置として検出してしまうと、被写体(点光源)にピントを合わせることができない。
これに対して、画像信号が飽和していない場合には、隣接する複数の撮像画素221の画像信号が飽和により一定の値(出力上限値)となることはなく、被写***置において被写体の輪郭に応じた高周波成分(コントラスト)を適切に検出することができる。そのため、図4に示すように、画像信号が飽和していない場合には、被写***置において焦点評価値のピークを1つだけ検出することができる。そこで、本実施形態では、画像信号が飽和していない場合には、焦点評価値のピーク位置を、合焦位置として検出する。なお、カメラ制御部21は、焦点評価値が、2回上昇した後、さらに、2回下降して推移した場合に、これらの焦点評価値を用いて、3点内挿法などの演算を行うことで、焦点評価値のピーク位置を検出することができる。
ステップS104では、カメラ制御部21により、焦点評価値のピーク位置の合焦位置としての信頼性の判断が行われる。具体的には、カメラ制御部21は、合焦位置を検出するために算出した焦点評価値の大きさや、焦点評価値のピーク位置(合焦位置)近傍における焦点評価値の山の傾きなどに基づいて、焦点評価値のピーク位置が合焦位置として信頼性があるか否かを判断する。そして、信頼性が一定値以上であると判断された場合には、ステップS105に進み、ステップS105において、カメラ制御部21により、ステップS103で検出された焦点評価値のピーク位置が、合焦位置として検出され、その後、ステップS106において、フォーカスレンズ32を合焦位置(焦点評価値のピーク位置)まで駆動させる合焦駆動が行われる。具体的には、カメラ制御部21は、フォーカスレンズ32を合焦位置まで駆動するために必要なレンズ駆動量を算出し、算出したレンズ駆動量を、レンズ制御部37を介してレンズ駆動モータ36に送出する。そして、レンズ駆動モータ36は、受信したレンズ駆動量に基づいて、フォーカスレンズ32を合焦位置まで駆動させる。そして、フォーカスレンズ32の合焦位置までの駆動が完了すると、ステップS107に進み、合焦表示が行われる。
一方、ステップS104において、信頼性が一定値未満であると判断された場合にはステップS108に進む。ステップS108では、カメラ制御部21により、フォーカスレンズ32を無限遠端近傍まで駆動させる駆動制御が行われる。夜間撮影などでは、被写体(たとえば点光源)が無限遠に存在する場合が多いためである。そして、フォーカスレンズ32の無限遠端近傍への駆動が完了すると、ステップS109に進み、非合焦である旨の表示が行われる。
一方、ステップS102において、点光源により画像信号が飽和していると判断された場合には、ステップS110に進む。ステップS110では、ステップS103と同様に、焦点評価値が最大となるレンズ位置(焦点評価値のピーク位置)の検出が行われる。そして、続くステップS111では、カメラ制御部21により、点光源評価値が最小となるレンズ位置(点光源位置)の検出が行われる。
ここで、図5は、点光源により画像信号が飽和している場合の焦点評価値と点光源評価値との一例を示す図である。上述したように、夜間にイルミネーションを撮影する場合など、被写体が点光源であり、撮像画素221の画像信号が点光源により飽和している場合には、図5に示すように、被写体(点光源)にピントが合うレンズ位置(被写***置)において焦点評価値が低下し、被写体よりも無限遠側および被写体よりも至近側において焦点評価値のピークがそれぞれ検出される場合がある。特に、このような場合には、無限遠側よりも至近側において、焦点評価値のピークの大きさは大きくなる傾向にある。そのため、焦点評価値が最大となるレンズ位置にフォーカスレンズ32を駆動してしまうと、被写体(点光源)よりも至近側にピントが合う、いわゆる至近ボケとなってしまう場合がある。
一方、点光源である高輝度被写体にピントが合うほど、点光源の像は小さくなり、その分、点光源により飽和する撮像画素221の画素数が少なくなる。そのため、焦点検出エリアAFP内に点光源が存在する場合には、点光源にピントが合うほど、焦点検出エリアAFP内の画像信号を積算した値である点光源評価値は小さくなる。そのため、図5に示すように、点光源評価値は、点光源である高輝度被写体にピントが合うレンズ位置において最小となり、点光源評価値が最小となるレンズ位置にフォーカスレンズ32を駆動させることで、点光源にピントが合った画像を撮影することが可能となる。そのため、このような場合には、点光源位置(点光源評価値が最小となるレンズ位置)を合焦位置として検出することが好ましい。
また、図6は、点光源により画像信号が飽和している場合の焦点評価値と点光源評価値の他の例を示す図である。図6に示すように、点光源により画像信号が飽和しているが、被写体のコントラストが高いために、被写***置(被写体にピントが合うレンズ位置)において、焦点評価値のピークが検出される場合がある。一方、このような場合に、点光源評価値が、図6に示すように、被写***置よりも至近側において最小となる場合がある。そのため、このような場合には、点光源評価値が最小となるレンズ位置(点光源位置)にフォーカスレンズ32を駆動させてしまうと、被写体(点光源)よりも至近側にピントが合う、いわゆる至近ボケとなってしまう場合がある。特に、点光源などの高輝度被写体を撮影する場面では、無限遠側に所望する高輝度被写体が存在する場合が多く、点光源位置が焦点評価値のピーク位置よりも所定距離以上至近側となる場合には、点光源位置に対応する被写体(点光源)が撮影者が所望する被写体とは異なる可能性が高い。そのため、このような場合には、焦点評価値のピーク位置を合焦位置として検出することが好ましい。
そこで、まず、ステップS112では、カメラ制御部21により、図6に示すように、ステップS111で検出された点光源位置が、ステップS110で検出された焦点評価値のピーク位置よりも所定距離D以上至近側に位置するか否かの判断が行われる。所定距離Dとは、特に限定されないが、たとえば、設計上、点光源位置と焦点評価値のピーク位置とが所定距離D以内であれば、点光源位置でピントの合う被写体と焦点評価値のピーク位置でピントの合う被写体は同一の被写体である可能性が高いと判断できる距離である。たとえば、本実施形態では、所定距離Dを、点光源位置と焦点評価値のピーク位置とが所定距離D以内であれば、点光源位置および焦点評価値のピーク位置のうち、いずれか一方のレンズ位置で撮影した場合に、他方のレンズ位置に対応する被写体にもピントを合わせることができるように、被写界深度を基準とした距離として設計することができる。点光源位置が焦点評価値のピーク位置よりも所定距離D以上至近側に位置する場合には、ステップS116に進み、一方、点光源位置が焦点評価値のピーク位置よりも所定距離D以上至近側に位置しない場合には、ステップS113に進む。
ステップS112において、点光源位置が焦点評価値のピーク位置よりも所定距離D以上至近側に位置していないと判断された場合には、ステップS113に進み、カメラ制御部21により、点光源位置が合焦位置として検出される。そして、ステップS114において、カメラ制御部21により、ステップS113で検出された合焦位置(点光源位置)にフォーカスレンズ32を駆動させる合焦駆動が行われる。そして、フォーカスレンズ32の合焦位置への駆動が完了すると、ステップS115に進み、合焦表示が行われる。
たとえば、図5に示す例では、点光源評価値が焦点評価値のピーク位置より無限遠側に存在するため、ステップS112において、点光源位置が焦点評価値のピーク位置よりも所定距離D以上至近側に位置していないと判断され、点光源位置が合焦位置として検出され、合焦位置(点光源位置)までフォーカスレンズ32を駆動させる合焦駆動が行われる。これにより、図5に示すように、点光源位置が焦点評価値のピーク位置よりも無限遠側である場合においても、イルミネーションなどの点光源にピントが合った画像を適切に撮影することができる。
また、点光源評価値が焦点評価値のピーク位置より至近側に存在する場合でも、点光源位置と焦点評価値とが所定距離D以上離れていない場合には、被写***置と点光源位置とがほぼ同じ位置であるものと判断することができるため、点光源位置を合焦位置として検出し、合焦位置(点光源位置)までフォーカスレンズ32を駆動させることで、点光源位置が焦点評価値のピーク位置よりも無限遠側である場合と同様に、イルミネーションなどの点光源にピントが合った画像を適切に撮影することができる。
また、ステップS112において、点光源位置が焦点評価値のピーク位置よりも所定距離D以上至近側に位置していると判断された場合には、ステップS116に進む。ステップS116では、カメラ制御部21により、ステップS110で検出された焦点評価値のピーク位置にフォーカスレンズ32を駆動させる駆動処理が行われる。そして、ステップS117では、非合焦である旨の表示が行われる。
たとえば、図6に示す例では、ステップS112において、点光源位置が焦点評価値のピーク位置よりも所定距離D以上至近側に位置していると判断され、ステップS116に進み、焦点評価値のピーク位置にフォーカスレンズ32が駆動され、ステップS117で、非合焦である旨の表示が行われる。これにより、図6に示すように、点光源位置が焦点評価値のピーク位置よりも所定距離D以上至近側に位置している場合において、被写体よりも至近側にピントが合ってしまう至近ボケを有効に防止することができる。
なお、ステップS116においては、ステップS104のように、焦点評価値のピーク位置の合焦位置としての信頼性にかかわらず、焦点評価値のピーク位置を合焦位置として検出し、フォーカスレンズ32を合焦位置(焦点評価値のピーク位置)まで駆動させる。これにより、焦点評価値のピーク位置が合焦位置であるとの信頼性が得られない場合でも、至近ボケを防止することが可能となる。
以上のように、本実施形態では、点光源により画像信号が飽和しており、点光源位置が焦点評価値のピーク位置よりも所定距離D以上至近側に位置する場合には、フォーカスレンズ32を焦点評価値が最大となるピーク位置まで駆動させて、非合焦表示を行う。これにより、夜間撮影時などに高輝度被写体により画像信号が飽和してしまう場面において、至近ボケが発生してしまうことを有効に防止することができる。
なお、以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。
たとえば、上述した実施形態では、画像信号の積算値を、点光源評価値として算出する構成を例示したが、この構成に限定されず、たとえば、画像信号の積算値と焦点評価値との差分値を点光源評価値として算出する構成としてもよい。また、画像信号の積算値に所定の係数を乗じた値と焦点評価値との差分値を点光源評価値として算出する構成としてもよい。これらの場合も、点光源に対応するレンズ位置において点光源評価値が最も小さくなるため、点光源評価値が最小となるレンズ位置を、点光源位置として検出することができる。
また、上述した実施形態では、焦点検出エリアAFP内における高周波最大値を算出する場合に、焦点検出エリアAFPに対応する全ての撮像画素221の画像信号から高周波信号を抽出し、焦点検出エリアAFPに対応する全ての撮像画素221の高周波信号のうち最大の値を、高周波最大値として算出する構成を例示したが、この構成に限定されず、たとえば、焦点検出エリアAFPに対応する所定数の撮像画素221のみから高周波信号を抽出し、これら所定数の高周波信号のうち最大の値を、高周波最大値として算出する構成としてもよい。また、焦点検出エリアAFP内の撮像画素221の高周波信号を所定数の撮像画素221ごとに積算し、複数の高周波信号の積算値のうち最大の値を、高周波最大値として算出する構成としてもよい。また、画像信号最大値を算出する場合においても同様に行うことができる。
さらに、上述した実施形態では、ハイパスフィルター211を備え、ハイパスフィルター211により撮像画素221の画像信号から高周波信号を抽出する構成を例示したが、この構成に限定されず、たとえば、バンドパスフィルターを備え、バンドパスフィルターを用いて、撮像画素221の画像信号から特定の周波数成分に対応する周波数信号を抽出する構成としてもよい。
なお、上述した実施形態のカメラ1は特に限定されず、例えば、デジタルビデオカメラ、レンズ一体型のデジタルカメラ、携帯電話用のカメラなどのその他の光学機器に本発明を適用してもよい。
1…デジタルカメラ
2…カメラ本体
21…カメラ制御部
211…ハイパスフィルター
212…第1積算回路
213…第1最大値回路
214…第2積算回路
215…第2最大値回路
22…撮像素子
221…撮像画素
3…レンズ鏡筒
32…フォーカスレンズ
36…フォーカスレンズ駆動モータ
37…レンズ制御部
2…カメラ本体
21…カメラ制御部
211…ハイパスフィルター
212…第1積算回路
213…第1最大値回路
214…第2積算回路
215…第2最大値回路
22…撮像素子
221…撮像画素
3…レンズ鏡筒
32…フォーカスレンズ
36…フォーカスレンズ駆動モータ
37…レンズ制御部
Claims (5)
- 焦点調節レンズを含む光学系による像に対応する画像信号を取得する取得部と、
所定値以上の輝度の被写体を高輝度被写体として検出する被写体検出部と、
前記画像信号から特定の周波数成分に対応する周波数信号を抽出する抽出部と、
前記焦点調節レンズの所定のレンズ位置ごとに、前記周波数信号の積算値を算出する第1算出部と、
前記周波数信号の積算値が最も大きいレンズ位置を、第1レンズ位置として検出する第1レンズ位置検出部と、
前記焦点調節レンズの所定のレンズ位置ごとに、前記画像信号の積算値を算出する第2算出部と、
前記画像信号の積算値が最小であるレンズ位置を第2レンズ位置として検出する第2レンズ位置検出部と、
前記高輝度被写体が検出された場合に、前記第2レンズ位置が前記第1レンズ位置よりも所定距離以上至近側に位置する場合には、非合焦と判断する制御部と、を備えることを特徴とする焦点検出装置。 - 請求項1に記載の焦点検出装置を備える焦点調節装置であって、
前記焦点調節レンズの駆動を制御する駆動制御部をさらに備え、
前記制御部は、前記高輝度被写体が検出された場合に、前記第2レンズ位置が前記第1レンズ位置よりも所定距離以上至近側に位置する場合には、前記駆動制御部に、前記焦点調節レンズを前記第1レンズ位置に駆動させることを特徴とする焦点調節装置。 - 請求項2に記載の焦点調節装置であって、
前記制御部は、前記高輝度被写体が検出された場合に、前記第2レンズ位置が前記第1レンズ位置よりも所定距離以上至近側に位置する場合には、前記第1レンズ位置の合焦位置としての信頼性にかかわらず、前記駆動制御部に、前記焦点調節レンズを前記第1レンズ位置に駆動させることを特徴とする焦点調節装置。 - 請求項1に記載の焦点検出装置を備える撮像装置。
- 請求項2または3に記載の焦点調節装置を備える撮像装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013199250A JP2015064521A (ja) | 2013-09-26 | 2013-09-26 | 焦点検出装置、焦点調節装置、および撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2013199250A JP2015064521A (ja) | 2013-09-26 | 2013-09-26 | 焦点検出装置、焦点調節装置、および撮像装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2015064521A true JP2015064521A (ja) | 2015-04-09 |
Family
ID=52832433
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2013199250A Withdrawn JP2015064521A (ja) | 2013-09-26 | 2013-09-26 | 焦点検出装置、焦点調節装置、および撮像装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2015064521A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017009752A (ja) * | 2015-06-19 | 2017-01-12 | オリンパス株式会社 | 焦点検出装置、焦点検出方法、および記録媒体 |
JP2018132748A (ja) * | 2017-02-18 | 2018-08-23 | オリンパス株式会社 | 撮像装置および焦点調節方法 |
-
2013
- 2013-09-26 JP JP2013199250A patent/JP2015064521A/ja not_active Withdrawn
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20160831 |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20161024 |