JP4620772B2 - 三角測量オートフォーカスシステムを有するデジタルカメラ、及び関連する方法 - Google Patents
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Description
式中、「Dn」は、スポット画像フレーム「Xn」及び基準画像フレーム「Yn」の対応する画素値間の差分画像の単一画素値を表す。異なる色に対する画素値は個別に処理されてもよい。例えば、赤色、緑色及び青色に対する画素値は個別に処理されてもよい。算出は、注目領域内の全ての画素に対して繰り返される。スポットの色が考慮されると、差分画像内のスポット位置の発見がより正確になる。第2の差分画像(D2)を、式(2)を使用して算出することができる。式(2)では、スポットビーム発光部が赤色射出光源(例えば、LED)であると想定する。差分画像D2は単色画像である。(単数又は複数の)スポットの色特性を強調するために、別の式を使用してもよい。
式中、最高値を有するD2の画素は画像内のスポット位置に対応する。
式中、位置ずれ量(n)は、スポット画像と画像の中心との間の位置における差分を示す。被写体からカメラまでの算出された距離(u)は、カメラレンズの焦点距離(f)、カメラレンズと発光部軸との間の距離(s)、多数の画素において測定されたスポットの位置ずれ量(n)、及び画素ピッチ(p)にも依存する。
式中、「h」は過焦点距離であり、fはレンズの焦点距離であり、Nはレンズの絞りであり、Cは錯乱円(circle of confusion)(最大許容錯乱円)である。
-------------------------------------------------------------
| 過焦点距離 | 焦点 | 近景 | 遠景 | 画素 | ステップ |
-------------------------------------------------------------
| h | 2.98 | 1.49 | 無限遠 | 1.5 | 3.0 |
-------------------------------------------------------------
| h/3 | 0.99 | 0.74 | 1.49 | 4.5 | 3.0 |
-------------------------------------------------------------
| h/5 | 0.60 | 0.50 | 0.74 | 7.5 | 3.0 |
-------------------------------------------------------------
| h/7 | 0.43 | 0.37 | 0.50 | 10.5 | 3.0 |
-------------------------------------------------------------
| h/9 | 0.33 | 0.30 | 0.37 | 13.5 | 3.0 |
-------------------------------------------------------------
| h/11 | 0.27 | 0.25 | 0.30 | 16.5 | 3.0 |
-------------------------------------------------------------
| h/13 | 0.23 | 0.21 | 0.25 | 19.5 | 3.0 |
-------------------------------------------------------------
| h/15 | 0.198 | 0.186 | 0.213 | 22.5 | 3.0 |
-------------------------------------------------------------
| h/17 | 0.175 | 0.165 | 0.186 | 25.5 | 3.0 |
-------------------------------------------------------------
| h/19 | 0.157 | 0.149 | 0.165 | 28.5 | 3.0 |
-------------------------------------------------------------
| h/21 | 0.142 | 0.135 | 0.149 | 31.5 | 3.0 |
-------------------------------------------------------------
| h/23 | 0.129 | 0.124 | 0.135 | 34.5 | 3.0 |
-------------------------------------------------------------
| h/25 | 0.119 | 0.114 | 0.124 | 37.5 | 3.0 |
-------------------------------------------------------------
| h/27 | 0.110 | 0.106 | 0.114 | 40.5 | 3.0 |
-------------------------------------------------------------
| h/29 | 0.103 | 0.099 | 0.106 | 43.5 | |
-------------------------------------------------------------
Claims (25)
- 静止画像及び映像のうちの少なくとも一方の記録モードにおいてデジタルカメラをオートフォーカスする方法であって、
目標被写体に対して、間隔を空けて離れた複数の光スポットを投影するステップと、
前記投影するステップに応えて、前記複数の光スポットを有する前記目標被写体に関する第1のビューファインダ画像を撮像するステップと、
前記第1のビューファインダ画像の前記撮像と時間的に近接して、射出された光スポットを有さない目標被写体に関する第2の基準画像を撮像するステップと、
前記第1のビューファインダ画像内の前記複数の光スポットに関連する位置データを判定するために、前記第1のビューファインダ画像から前記第2の基準画像を減算することによって得られる差分画像を電子的に生成するステップと、
前記判定された位置データに基づいて、前記デジタルカメラから前記複数の光スポットまでの距離を電子的に算出し、前記算出された距離のうちの最小距離を選択するステップと、
前記選択された距離に合焦するように、デジタルカメラレンズを自動的に合焦させるステップと、
を備え、
前記複数の光スポットは、所定の色成分を持ち、
前記生成するステップは、前記位置データを判定するために、前記第1のビューファインダ画像の前記所定の色成分の画素値から前記第2の基準画像の前記所定の色成分の画素値を減算することによって得られる前記所定の色成分の画素値に関する差分画像を電子的に生成する
ことを特徴とする方法。 - 前記デジタルカメラは、前記第1の画像及び前記第2の画像を、相互に約0.067秒未満以内に撮像するように構成される回路を備えることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記映像の記録モードにおいて、
連続的に生成されて投影された画像内の光スポットを監視することにより映像記録中にオートフォーカスを行うステップと、
前記映像記録のスポット画像内の画像データから前記光スポットを電子的に除去し、光スポットを有さない映像記録画像を提供するために前記映像記録中に基準画像における対応するスポット画素位置から画像データにパッチを当てるステップと、
を更に備え、
前記基準画像は、前記スポット画像の撮像と時間的に近接して撮像された、射出された光スポットを有さない前記目標被写体の画像である
ことを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 前記生成するステップは、前記第1のビューファインダ画像内の前記複数の光スポットの領域を前記第2の基準画像の対応する領域と比較するステップを備えることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記投影するステップは、光スペクトルの可視部分にある光源から光を照射するステップを備えることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記撮像するステップは、画像露光時間中に光子を検出することによって信号を積分するように構成されるデジタルカメラセンサを使用して、画像信号を撮像するステップを備えることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記第1の画像を撮像するステップ、及び前記第2の画像を撮像するステップは、同一の露光設定及び同一のホワイトバランス設定を使用して実行されることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- デジタルカメラであって、
目標被写体に対して、間隔を空けて離れた複数の光スポットを投影するスポットビーム発光部と、
前記スポットビーム発光部に近接して配置されたデジタルカメラレンズと、
三角測量オートフォーカスシステムを備え、
前記三角測量オートフォーカスシステムは、
前記スポットビーム発光部により前記複数の光スポットを投影し、
前記投影に応えて、前記複数の光スポットを有する前記目標被写体に関する第1のビューファインダ画像を撮像し、
前記第1のビューファインダ画像の前記撮像と時間的に近接して、射出された光スポットを有さない目標被写体に関する第2の基準画像を撮像し、
前記第1のビューファインダ画像内の前記複数の光スポットに関連する位置データを判定するために、前記第1のビューファインダ画像から前記第2の基準画像を減算することによって得られる差分画像を電子的に生成し、
前記判定された位置データに基づいて、前記デジタルカメラから前記複数の光スポットまでの距離を電子的に算出し、前記算出された距離のうちの最小距離を選択し、
前記選択された距離に合焦するように、前記デジタルカメラレンズを自動的に合焦させる
ように構成され、
前記複数の光スポットは、所定の色成分を持ち、
前記三角測量オートフォーカスシステムは、前記位置データを判定するために、前記第1のビューファインダ画像の前記所定の色成分の画素値から前記第2の基準画像の前記所定の色成分の画素値を減算することによって得られる前記所定の色成分の画素値に関する差分画像を電子的に生成するように構成される
ことを特徴とするデジタルカメラ。 - 移動通信端末を有するポータブル電子通信デバイスの一部を形成することを特徴とする請求項8に記載のデジタルカメラ。
- 前記投影されるスポットの持続期間及び強度のうちの少なくとも一方を制御するために前記スポットビーム発光部と通信する自動露出制御回路を更に備えることを特徴とする請求項8に記載のデジタルカメラ。
- 光伝送路内に、前記スポットビーム発光部からの光を平行化するように構成されるコリメーティングレンズを更に備えることを特徴とする請求項8に記載のデジタルカメラ。
- 前記画像内に複数のスポットを実質的に同時に生成するために、前記スポットビーム発光部から通じている、透明回折格子、円柱レンズ、又はホログラフィック回折格子のうちの1つ以上を更に備えることを特徴とする請求項8に記載のデジタルカメラ。
- 前記スポットビーム発光部は、約1ミリ秒以下のスポット持続期間を有するスポットビームパルスを用いて動作するように構成されることを特徴とする請求項9に記載のデジタルカメラ。
- コントラストオートフォーカスシステムを更に備えることを特徴とする請求項9に記載のデジタルカメラ。
- 前記スポットビーム発光部と通信する光強度制御回路を更に備えることを特徴とする請求項9に記載のデジタルカメラ。
- 前記スポットビーム発光部は、レーザを更に備え、
当該デジタルカメラは、パルス制御回路を更に備える
ことを特徴とする請求項9に記載のデジタルカメラ。 - 前記スポットビーム発光部は、光スペクトルの可視部分にある光を投影することを特徴とする請求項9に記載のデジタルカメラ。
- 前記投影されるスポットの持続期間を計時し、且つ目標画像被写体の輝度を監視するために使用される、自動露出制御部を更に備えることを特徴とする請求項9に記載のデジタルカメラ。
- 当該デジタルカメラを静止画像カメラモード及び映像記録モードで選択的に動作させるように構成される制御回路を更に備え、
前記制御回路は、前記静止画像モード及び前記映像記録モードの間にスポットビームパルスの射出を制御するように構成され、
前記制御回路は、前記三角測量オートフォーカスシステムにより前記第1のビューファインダ画像を取得する際以外は前記スポットビームパルスの射出を防止するように構成され、
前記制御回路は、ユーザに対して出力されるビデオ画像内に光スポットが表れないように、映像記録中に、基準画像からのピクセルデータでスポット画像をパッチするように当該デジタルカメラを制御するように構成され、
前記基準画像は、前記スポット画像の撮像と時間的に近接して撮像された、射出された光スポットを有さない前記目標被写体の画像である
ことを特徴とする請求項8に記載のデジタルカメラ。 - 前記三角測量オートフォーカスシステムは、前記差分画像を電子的に生成するために、前記第1のビューファインダ画像内の前記複数の光スポットの領域を前記第2の基準画像の対応する領域と比較するように更に構成されることを特徴とする請求項8に記載のデジタルカメラ。
- デジタルカメラ内の三角測量オートフォーカスシステムを動作させるためのコンピュータプログラム製品であって、
コンピュータ読み取り可能なプログラムコードを内部に格納したコンピュータ読み取り可能な記録媒体を備え、
前記コンピュータ読み取り可能なプログラムコードは、
目標被写体に対して、間隔を空けて離れた複数の光スポットを投影するように、スポットビーム発光部を制御可能に動作させるコンピュータ読み取り可能なプログラムコードと、
前記投影に応えて、前記複数の光スポットを有する前記目標被写体に関する第1のビューファインダ画像を撮像するコンピュータ読み取り可能なプログラムコードと、
前記第1のビューファインダ画像の前記撮像と時間的に近接して、射出された光スポットを有さない目標被写体に関する第2の基準画像を撮像するコンピュータ読み取り可能なプログラムコードと、
前記第1のビューファインダ画像内の前記複数の光スポットに関連する位置データを判定するために、前記第1のビューファインダ画像から前記第2の基準画像を減算することによって得られる差分画像を電子的に生成するコンピュータ読み取り可能なプログラムコードと、
前記判定された位置データに基づいて、前記デジタルカメラから前記複数の光スポットまでの距離を電子的に算出し、前記算出された距離のうちの最小距離を選択するコンピュータ読み取り可能なプログラムコードと、
前記選択された距離に合焦するように、デジタルカメラレンズを自動的に合焦させるコンピュータ読み取り可能なプログラムコードと、
を備え、
前記複数の光スポットは、所定の色成分を持ち、
前記第1のビューファインダ画像内の前記複数の光スポットに関連する位置データを判定するために、前記第1のビューファインダ画像の前記所定の色成分の画素値から前記第2の基準画像の前記所定の色成分の画素値を減算することによって得られる前記所定の色成分の画素値に関する差分画像を電子的に生成するコンピュータ読み取り可能なプログラムコードを更に備える
ことを特徴とするコンピュータプログラム製品。 - 前記差分画像を電子的に生成するために、前記第1のビューファインダ画像内の前記複数の光スポットの領域を前記第2の基準画像の対応する領域と比較するコンピュータ読み取り可能なプログラムコードを更に備えることを特徴とする請求項21に記載のコンピュータプログラム製品。
- 移動通信端末とオートフォーカスシステムを備えるデジタルカメラとを有するポータブル通信デバイスであって、
前記オートフォーカスシステムは、
目標被写体に対して、間隔を空けて離れた複数の光スポットを投影し、
前記投影に応えて、前記複数の光スポットを有する前記目標被写体に関する第1のビューファインダ画像を撮像し、
前記第1のビューファインダ画像の前記撮像と時間的に近接して、射出された光スポットを有さない目標被写体に関する第2の基準画像を撮像し、
前記第1のビューファインダ画像内の前記複数の光スポットに関連する位置データを判定するために、前記第1のビューファインダ画像から前記第2の基準画像を減算することによって得られる差分画像を電子的に生成し、
前記判定された位置データに基づいて、前記デジタルカメラから前記複数の光スポットまでの距離を電子的に算出し、前記算出された距離のうちの最小距離を選択し、
前記選択された距離に合焦するように、デジタルカメラレンズを自動的に合焦させる
ように構成され、
前記複数の光スポットは、所定の色成分を持ち、
前記オートフォーカスシステムは、前記位置データを判定するために、前記第1のビューファインダ画像の前記所定の色成分の画素値から前記第2の基準画像の前記所定の色成分の画素値を減算することによって得られる前記所定の色成分の画素値に関する差分画像を電子的に生成するように構成される
ことを特徴とするポータブル通信デバイス。 - 前記カメラは、前記第2の基準画像からの対応する画像データを用いて前記第1のビューファインダ画像をパッチした、パッチで補正された画像を表示するように構成されることを特徴とする請求項23に記載のデバイス。
- 光スペクトルの可視部分における単色光を含む光スポット発光部を更に備えることを特徴とする請求項23に記載のデバイス。
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