JP5621325B2 - 焦点制御装置、焦点制御方法、レンズ装置、フォーカスレンズ駆動方法、および、プログラム - Google Patents
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Description
1.第1の実施の形態(焦点深度数に基づく検波間隔設定)
2.変形例
[撮像システムの内部構成例]
図1は、本発明の第1の実施の形態における撮像システム10の内部構成例を示すブロック図である。撮像システム10は、撮像装置100および交換レンズ200を備える。撮像システム10は、例えば、レンズを交換することが可能なデジタルスチルカメラ(例えば、デジタル一眼カメラ)により実現される。なお、撮像装置100により本願発明の焦点制御装置が具現化される。また、交換レンズ200により、本願発明のレンズ部またはレンズ装置が具現化される。
図2は、本発明の実施の第1の形態における撮像システム10の外観構成例を示す図である。図2(a)は、撮像システム10の外観を示す正面図であり、図2(b)は、撮像システム10の外観を示す背面図であり、図2(c)は、撮像システム10の外観を示す上面図である。
本発明の実施の形態の撮像システム10は自動的に合焦状態を得るためのオートフォーカス制御(自動焦点制御)として、コントラスト方式を採用する。
図4は、本発明の実施の形態の撮像システム10の機能構成例を示している。なお、この図において、図1と同一となる部分については同一符号を付している。この図に示される撮像装置100は、検波部170、合焦位置算出部131、検波範囲決定部132、検波範囲焦点深度数算出部133、検波間隔決定部134およびフォーカスレンズ移動指示部135を備える。また、撮像装置100は、検波間隔テーブル182および許容錯乱円径情報181を記憶している。なお、合焦位置算出部131、検波範囲決定部132、検波範囲焦点深度数算出部133、検波間隔決定部134およびフォーカスレンズ移動指示部135としての各機能は、図1の構成との対応では制御部130に相当する。すなわち、上記の各機能は、制御部(CPU)130にプログラムを実行させることにより実現される。
まず、図5により、本発明の実施の形態における検波範囲焦点深度数の概念について説明する。図5においては、あるフォーカスレンズ位置P0からP5までによる検波範囲が示されている。ここで、フォーカスレンズ位置P0においては焦点深度d0であるとする。そこで、このフォーカスレンズ位置P0から、焦点深度d0だけ離れたフォーカスレンズ位置P1にフォーカスレンズを移動させたとする。焦点深度は、フォーカスレンズ位置に応じて変化する。ここでは、フォーカスレンズ位置P1においては、焦点深度d0よりも大きな焦点深度d1であるものとしている。そこで、フォーカスレンズ位置P1から焦点深度d1だけ離れたフォーカスレンズ位置P2にフォーカスレンズを移動させる。以降、同様にして、フォーカスレンズ位置P2乃至P4ごとに、順次、焦点深度d2乃至d4ずつフォーカスレンズを移動させていく。この結果、図5においては、検波範囲が、フォーカスレンズ位置P0乃至P1、P1乃至P2、P2乃至P3、P3乃至P4、P4乃至P5の5つの区間に区分されることになる。すなわち、図5に示す検波範囲は、焦点深度を区分単位として5つに区分されるものであり、焦点深度として5つ分に相当することになる。そして、この図5における検波範囲焦点深度数Nは「5」であることになる。
次に、図4の検波間隔決定部134が実行する検波間隔決定処理の一例について説明する。検波間隔は、先にも述べたように、検波範囲における検波位置ごとの間隔であり、検波間隔が決定されることに伴い、各検波位置も設定されることになる。そして、検波間隔決定部134により決定される検波間隔は、物理的なフォーカスレンズ221の位置間隔により表されるのではなく、焦点深度数により表されるものとなる。
次に、フォーカスレンズ移動指示部135がフォーカスサーチに対応して実行するフォーカスレンズ移動指示のための動作例について説明する。フォーカスレンズ移動指示部135は、検波間隔決定部134により決定された検波間隔、すなわち検波間隔焦点深度数を入力すると、例えば図8(a)に示すフォーカスサーチコマンド400を生成して、交換レンズ200に送信する。
次に、交換レンズ200におけるフォーカスレンズ移動量算出部251が実行する、検波間隔に対応するフォーカスレンズ221のレンズ移動量Mvの算出処理例について説明する。
Mv=((Fe・δ)/ε)n
図10のフローチャートは、図4に示した撮像装置100が実行するオートフォーカス制御のための処理手順例を示している。この図に示す各ステップの処理は、図4の撮像装置100において示される機能部位の何れかが適宜実行する。
図12のフローチャートは、フォーカスサーチコマンド400の受信に対応して交換レンズ200が実行する処理手順例を示している。なお、この図に示す処理は、図4の交換レンズ200において示される機能部位の何れかが適宜実行するものとなる。
続いては,本発明の実施の形態の変形例について説明する。上記第1の実施の形態においては、2回目以降のフォーカスサーチに対応して図10のステップS903により更新する検波範囲について、検波範囲最遠距離と検波範囲最至近距離により表すこととしていた。すなわち、レンズ(主点)に対する物理的な距離に基づいて検波範囲を決定することとしていた。
100 撮像装置
111 撮像素子
114 デジタル信号処理部
130 制御部
131 合焦位置算出部
132 検波範囲決定部
133 検波範囲焦点深度数算出部
134 検波間隔決定部
135 フォーカスレンズ移動指示部
170 検波部
181 許容錯乱円径情報
182 検波間隔テーブル
200 交換レンズ
201 インターフェース部
211 ズームレンズ
212 ズーム位置検出部
221 フォーカスレンズ
250 レンズ制御部
251 フォーカスレンズ移動量算出部
252 フォーカスレンズ駆動制御部
253 テーブル参照部
310 フォーカス感度テーブル
320 合焦距離テーブル
330 焦点距離テーブル
341 ズーム位置情報
342 フォーカスレンズ位置情報
343 絞り値情報
400、400A フォーカスサーチコマンド
Claims (13)
- 撮像画像信号のコントラストの検波のためにフォーカスレンズが移動される検波範囲について、前記フォーカスレンズの位置に応じて決まる焦点深度を区分単位として区分した数である検波範囲焦点深度数を算出する検波範囲焦点深度数算出部と、
前記検波範囲における検波間隔として、前記区分単位としての前記焦点深度の数を示す検波間隔焦点深度数を、算出された前記検波範囲焦点深度数に応じて決定する検波間隔決定部と、
前記検波範囲と、前記検波間隔として決定された前記検波間隔焦点深度数とを指定して前記フォーカスレンズを移動させるフォーカスサーチをレンズ部に対して指示するフォーカスレンズ移動指示部と
を具備する焦点制御装置。 - 前記検波範囲焦点深度数算出部は、前記レンズ部から入力した絞り値と、前記レンズ部から入力した焦点距離と、当該焦点制御装置が記憶する許容錯乱円径と、前記検波範囲に対応する主点からの最遠距離および最至近距離とを利用して前記検波範囲焦点深度数を算出する
請求項1記載の焦点制御装置。 - 1回の前記フォーカスサーチの動作が完了したことに応じて、次回のフォーカスサーチのための前記検波範囲を新たに決定する検波範囲決定部をさらに具備し、
前記検波間隔決定部は、決定された前記検波範囲に応じて、前記検波範囲に対応させる前記検波間隔焦点深度数を決定する
請求項1記載の焦点制御装置。 - 前記フォーカスレンズ移動指示部は、前記検波間隔として決定された前記検波間隔焦点深度数が予め定められた最小値である場合には、この最小値の前記検波間隔焦点深度数を指定して最後のフォーカスサーチを前記レンズ部に対して指示し、さらに、前記最後のフォーカスサーチによって検波されたコントラストに基づいて求められた合焦位置に前記フォーカスレンズを移動させるように前記レンズ部に対して指示する請求項1記載の焦点制御装置。
- 前記検波間隔決定部は、前記検波範囲焦点深度数と前記検波間隔焦点深度数とを対応付けた検波間隔情報から、前記算出された前記検波範囲焦点深度数に対応付けられた検波間隔焦点深度数を選択することにより、前記検波間隔が対応する検波間隔焦点深度数を決定する請求項1記載の焦点制御装置。
- 当該焦点制御装置の本体に対して着脱可能な前記レンズ部が装着されている状態で、前記レンズ部と通信する通信部をさらに具備する請求項1記載の焦点制御装置。
- 撮像装置本体に対して装着された状態で前記撮像装置本体と通信する通信部と、
撮像画像信号のコントラストの検波のためにフォーカスレンズが移動される検波範囲と、前記検波範囲の区分単位であるとともに前記フォーカスレンズの位置に応じて決まる焦点深度の数により示される検波間隔とを指定して前記フォーカスレンズを移動させる指示を前記撮像装置本体から受信したことに応じて、前記検波間隔を示す前記焦点深度の数をフォーカスレンズ移動量として算出するフォーカスレンズ移動量算出部と、
算出した前記フォーカスレンズ移動量により前記フォーカスレンズを移動させるフォーカスレンズ駆動制御部と
を具備するレンズ装置。 - 前記フォーカスレンズ移動量算出部は、
フォーカスレンズ位置、絞り値および焦点距離に基づいて特定されるフォーカス感度と、前記撮像装置本体から入力した許容錯乱円径と、指定された前記検波間隔を示す前記焦点深度の数とに基づいて前記フォーカスレンズ移動量を算出する
請求項7記載のレンズ装置 - 前記フォーカスレンズ移動量算出部は、前記算出した前記フォーカスレンズ移動量により前記フォーカスレンズが新たな位置に移動されるごとに、この新たな位置に応じた前記フォーカスレンズ移動量を算出する
請求項8記載のレンズ装置。 - 撮像画像信号のコントラストの検波のためにフォーカスレンズが移動される検波範囲について、前記フォーカスレンズの位置に応じて決まる焦点深度を区分単位として区分した数である検波範囲焦点深度数を算出する検波範囲焦点深度数算出手順と、
前記検波範囲における検波間隔として、前記区分単位としての前記焦点深度の数を示す検波間隔焦点深度数を、算出された前記検波範囲焦点深度数に応じて決定する検波間隔決定手順と、
前記検波範囲と、前記検波間隔として決定された前記検波間隔焦点深度数とを指定して前記フォーカスレンズを移動させるフォーカスサーチをレンズ部に対して指示するフォーカスレンズ移動指示手順と
を具備する焦点制御方法。 - 撮像装置本体に対して装着された状態で前記撮像装置本体と通信する通信手順と、
撮像画像信号のコントラストの検波のためにフォーカスレンズが移動される検波範囲と、前記検波範囲の区分単位であるとともに前記フォーカスレンズの位置に応じて決まる焦点深度の数により示される検波間隔とを指定して前記フォーカスレンズを移動させる指示を前記撮像装置本体から受信したことに応じて、前記検波間隔を示す前記焦点深度の数をフォーカスレンズ移動量として算出するフォーカスレンズ移動量算出手順と、
算出した前記フォーカスレンズ移動量により前記フォーカスレンズを移動させるフォーカスレンズ駆動制御手順と
を具備するフォーカスレンズ駆動方法 - 撮像画像信号のコントラストの検波のためにフォーカスレンズが移動される検波範囲について、前記フォーカスレンズの位置に応じて決まる焦点深度を区分単位として区分した数である検波範囲焦点深度数を算出する検波範囲焦点深度数算出手順と、
前記検波範囲における検波間隔として、前記区分単位としての前記焦点深度の数を示す検波間隔焦点深度数を、算出された前記検波範囲焦点深度数に応じて決定する検波間隔決定手順と、
前記検波範囲と、前記検波間隔として決定された前記検波間隔焦点深度数とを指定して前記フォーカスレンズを移動させるフォーカスサーチをレンズ部に対して指示するフォーカスレンズ移動指示手順と
を焦点制御装置に実行させるプログラム。 - 撮像装置本体に対して装着された状態で前記撮像装置本体と通信する通信手順と、
撮像画像信号のコントラストの検波のためにフォーカスレンズが移動される検波範囲と、前記検波範囲の区分単位であるとともに前記フォーカスレンズの位置に応じて決まる焦点深度の数により示される検波間隔とを指定して前記フォーカスレンズを移動させる指示を前記撮像装置本体から受信したことに応じて、前記検波間隔を示す前記焦点深度の数をフォーカスレンズ移動量として算出するフォーカスレンズ移動量算出手順と、
算出した前記フォーカスレンズ移動量により前記フォーカスレンズを移動させるフォーカスレンズ駆動制御手順と
をレンズ装置に実行させるプログラム。
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