JP2017187743A - 撮像装置 - Google Patents
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Abstract
Description
本実施形態の撮像装置は、AF処理時や合焦度判定の際に撮像信号からある周波数帯域の成分を抽出し、抽出した周波数成分を用いて生成したAF評価値を用いる撮像装置であって、ゲインの高さに応じてAF評価値の生成に用いる周波数成分を変更する。映像信号にゲインをかけることにより生じるノイズの影響は低周波成分よりも高周波成分のほうが受けやすいため、ゲインが高いときは低いときよりも低い周波数信号を用いてAF評価値を生成する。ここで、低い周波数信号を用いるとは、低い周波数信号の割合を大きくすることも含む。たとえば第1の周波数信号と第1の周波数信号よりも高い周波数である第2の周波数信号とを合成してAF評価値を生成する場合に、合成信号に占める第1の周波数の割合を大きくすることも含む。また、周波数成分を変更するとは、その信号を構成する成分の周波数自体を変更することと、信号を構成する成分の比率を変更することとを含むものとする。以下、より具体的に本実施形態について説明する。
本実施例では、上述の実施形態1にかかる撮像装置のうち、第1の周波数帯域の成分と第1の周波数帯域よりも高い周波数帯域の成分である第2の周波数帯域の成分とを合成して取得した合成信号をAF評価値としてAF処理を行う撮像装置について説明をする。本実施例の撮像装置は、高ゲイン環境下においては、合成信号に占める第1の周波数帯域の成分の割合を大きくすることで、低い周波数信号を用いてAF評価値を取得する。以下、本実施例では、第1の周波数帯域の成分のことを低周波成分、第2の周波数帯域の成分のことを高周波数成分と呼ぶ。
本実施例では、焦点信号生成手段が生成する焦点信号(AF評価値)を用いて撮影画像から合焦度を判定する場合について説明をする。
映像が暗い場合に明るくするため映像の輝度信号にゲインをかけることで、実施例1でも述べたように高周波数成分信号にピークが現れなくなるようになってしまい、合焦の判定が正しく行いにくくなる。
このような特徴を考慮するため、ゲインに応じて評価周波数の低周波成分の割合を変える必要がある。
本実施形態では、AF動作中にゲインが変化する撮像装置であって、ゲインが安定したか否かを判定する安定判定手段と、安定判定手段による判定結果とAF評価値とを用いてピーク位置を取得するピーク位置検出手段を備える撮像装置について説明をする。本実施形態の撮像装置は、光学制御手段が、ピーク位置検出手段の検出結果に基づいて、フォーカス位置がピーク位置に近づくようにフォーカスレンズの位置を制御することで、焦点調節を行うことができる。
本実施例では、ゲインが安定してからAF評価値のピーク位置を取得する処理についてより具体的に説明をする。
方向反転閾値=所定値+(補正係数α×ゲイン変化量)
本実施例は実施形態2に関する実施例である。実施例3は、ゲインが安定している間(つまり、ゲインが安定したと判断された後から、ゲインが不安定になったと判断される前までの間)に取得されたAF評価値を用いてピーク位置の検出を行った。本実施例は、一度ゲインが安定した後であれば、現在ゲインが安定しているか否かを判断することなしに微小駆動におけるピーク位置検出を行う点が実施例3と異なる。
本実施例では、実施形態1と実施形態2の両方に係る撮像装置について説明をする。実施形態1と2のそれぞれの構成を統合することにより、更なる性能向上をはかるものである。
105 撮像素子
106 AGC
108 映像信号処理部
110 露出制御部
114 光学制御部
Claims (20)
- 受光面上に結像された像を撮像する撮像手段と
該撮像手段から出力された撮像信号に利得を掛け、前記撮像信号が示す画像の明るさを電子的に変更可能な利得手段と、
前記利得手段からの出力された撮像信号を用いて周波数帯域の信号を抽出し、抽出した前記信号から焦点信号を生成する焦点信号生成手段と、を有し、
前記焦点信号生成手段は該利得の高さに応じて、前記焦点信号の生成に用いる前記信号の周波数帯域を変更することを特徴とする撮像装置。 - 前記焦点信号生成手段は、前記利得手段の出力から第1の周波数帯域の信号と、第1の周波数帯域よりも高い周波数帯域である第2の周波数帯域の信号とを抽出し、前記第1の周波数帯域の信号と前記第2の周波数帯域の信号とを合成した合成信号から前記焦点信号を生成し、前記合成信号に占める前記第1の周波数帯域の信号と前記第2の周波数帯域の信号との割合を変更することで、前記焦点信号の生成に用いる前記信号の周波数帯域を変更することを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。
- 前記焦点信号の出力から合焦の度合いを求める合焦判定手段を有し、
前記合焦判定手段は、該画像より求められたコントラスト値と該焦点信号から合焦度合いを判定することを特徴とする請求項1または2に記載の撮像装置。 - 前記焦点信号のピークを検出して、合焦位置近傍を求める第1のピーク位置検出手段と、
前記第1のピーク位置検出手段の検出結果と前記焦点信号とを用いて前記焦点信号のピークを検出して合焦停止位置を求める第2のピーク位置検出手段とを有することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の撮像装置。 - 該第1のピーク位置検出手段に使う焦点信号よりも該第2のピーク位置検出手段に用いる焦点信号のほうが高い周波数を用いて生成されることを特徴とする請求項4に記載の撮像装置。
- 該第1のピーク位置検出手段に用いる焦点信号と、該第2のピーク位置検出手段に用いる焦点信号の周波数成分は同じものを使用することを特徴とする請求項4に記載の撮像装置。
- 該焦点信号生成手段は、該利得手段の出力から第1の周波数帯域の信号と、第1の周波数帯域よりも高い周波数帯域である第2の周波数帯域の信号とを抽出し、該第1の周波数帯域の信号と該第2の周波数帯域の信号とを合成した合成信号から該焦点信号を生成し、
該第1の合焦手段が用いる焦点信号の生成に用いる合成信号と、該第2の合焦手段が用いる焦点信号の生成に用いる合成信号とで、該第1の周波数帯域の信号と該第2の周波数帯域の信号との比率は同じであることを特徴とする請求項4に記載の撮像装置。 - 該焦点信号生成手段は、該利得が高いほど該合成信号に占める該第1の周波数帯域の信号の比率を高くすることを特徴とする請求項2に記載の撮像装置。
- 該焦点信号生成手段は、該利得が高いほど該焦点信号の生成に使用する周波数帯域を低くすることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の撮像装置。
- 該焦点信号生成手段は、該利得手段の出力から第1の周波数帯域の信号と、第1の周波数帯域よりも高い周波数帯域である第2の周波数帯域の信号とを抽出し、該第1の周波数帯域の信号と該第2の周波数帯域の信号とを合成した合成信号から該焦点信号を生成し、
該第1の合焦手段が用いる焦点信号の生成に用いる合成信号に比べ、該第2の合焦手段が用いる焦点信号の生成に用いる合成信号のほうが、該第2の周波数帯域の信号の比率が大きいことを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の撮像装置。 - 前記焦点信号生成手段により生成された複数の前記焦点信号を用いて、前記焦点信号のピークを検出するピーク位置検出手段と、
前記利得が安定したか否か判定する利得の安定判定手段と、をさらに有し、
前記焦点信号生成手段は、複数のフォーカス位置のそれぞれに対応する前記焦点信号を生成することで複数の焦点信号を生成し、
前記ピーク位置検出手段は、前記利得の安定判定手段の判定結果に基づいて、前記利得が安定した後に前記利得手段から出力された前記撮像信号であると判定された前記撮像信号を用いて生成された前記焦点信号を用いて前記焦点信号のピークを検出することを特徴とする請求項1乃至10のいずれか1項に記載の撮像装置。 - 受光面上に結像された像を撮像する撮像手段と
該撮像手段から出力された画像に利得を掛け、該画像の明るさを電子的に変更可能な利得手段と、
該利得手段の出力から周波数帯域の信号を抽出し、抽出した該信号から焦点信号を生成する焦点信号生成手段と、
該焦点信号の出力から合焦の度合いを求める合焦判定手段を有し、
該焦点信号生成手段は該利得の高さに応じて、該焦点信号の生成に用いる該信号の周波数帯域を変更することを特徴とする撮像装置。 - 受光面上に結像された像を撮像する撮像手段と
該撮像手段から出力された撮像信号に利得を掛け、前記撮像信号が示す画像の明るさを電子的に変更可能な利得手段と、
前記利得が安定したか否かを判定する利得の安定判定手段と、
該利得手段からの出力された撮像信号を用いて周波数帯域の信号を抽出し、抽出した該信号から焦点信号を生成する焦点信号生成手段と、
前記焦点信号生成手段により生成された複数の前記焦点信号のピーク位置を検出するピーク位置検出手段と、
前記ピーク位置検出手段による検出結果に基づいて、フォーカス位置が前記ピーク位置に近づくように前記フォーカス位置を制御する光学制御手段とを有し、
前記焦点信号生成手段は、複数のフォーカス位置のそれぞれに対応する前記焦点信号を生成することで複数の焦点信号を生成し、
前記ピーク位置検出手段は、前記利得の安定判定手段の判定結果に基づいて、前記利得が安定した後に前記利得手段から出力された撮像信号であると判定された前記撮像信号を用いて生成された前記焦点信号を用いて前記焦点信号のピークを検出することを特徴とする撮像装置。 - 前記ピーク位置検出手段は、
第1のピーク位置を検出する第1のピーク位置検出手段と、
第2のピーク位置を検出する第2のピーク位置検出手段とを有し、
前記第1のピーク位置検出手段は、前記第2のピーク位置検出手段よりも、広いフォーカス位置間隔で取得された前記焦点信号を用いて前記焦点信号のピーク位置を検出し、
前記第2のピーク位置検出手段は、前記利得の安定判定手段により前記利得が安定した後に前記利得手段から出力された前記撮像信号を用いて生成された前記焦点信号を用いて前記第2のピーク位置を検出することを特徴とする請求項13に記載の撮像装置。 - 前記第1のピーク位置検出手段による、前記第1のピーク位置検出に用いられる前記焦点信号は、前記第2のピーク位置検出手段による、前記第2のピーク位置検出に用いられる前記焦点信号よりも前記フォーカス位置を早く駆動させて取得された焦点信号であることを特徴とする請求項14に記載の撮像装置。
- 前記利得の安定判定手段は、前記第1のピーク位置検出手段による前記第1のピーク位置の検出と、前記第2のピーク位置検出手段による前記第2のピーク位置の検出との間に前記利得が安定したかどうかを判定することを特徴とする請求項14又は15に記載の撮像装置。
- 前記ピーク位置検出手段は、前記利得の安定判定手段により前記利得が安定していると判定された間に前記利得手段から出力された前記撮像信号を用いて生成された前記焦点信号を用いて前記焦点信号のピークを検出することを特徴とする請求項13乃至16のいずれか1項に記載の撮像装置。
- 前記ピーク位置検出手段は、前記利得が閾値未満の場合には、前記利得の安定判定手段の結果に関わらず、前記ピーク位置を検出することを特徴とする請求項13乃至17のいずれか1項に記載の撮像装置。
- 受光面上に結像された像を撮像する撮像手段と
該撮像手段から出力された撮像信号に利得を掛け、前記撮像信号が示す画像の明るさを電子的に変更可能な利得手段と、
前記利得が安定したか否かを判定する利得の安定判定手段と、
該利得手段からの撮像信号を用いて周波数帯域の信号を抽出し、抽出した該信号から焦点信号を生成する焦点信号生成手段と、
前記焦点信号生成手段により生成された複数の前記焦点信号のピーク位置を検出するピーク位置検出手段と、
前記ピーク位置検出手段による検出結果に基づいて、フォーカス位置が前記ピーク位置に近づくように前記フォーカス位置を制御する光学制御手段とを有し、
前記光学制御手段は、前記焦点信号の値が閾値以上小さくなった場合、前記フォーカス位置の駆動方向を反転させ、
前記閾値は、少なくとも、前記利得の変化量に基づいて変更可能であることを特徴とする撮像装置。 - 前記利得の変化量が正のときの閾値は、前記利得の変化量が負のときの閾値よりも小さいことを特徴とする請求項19に記載の撮像装置。
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- 2017-02-01 JP JP2017017019A patent/JP6878023B2/ja active Active
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