JP6255540B2 - 合焦制御装置、撮像装置、合焦制御方法、及び合焦制御プログラム - Google Patents
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Description
=α(Pi+β/2α)2+γ−β2/4α・・・(3)
合焦位置決定部192は、選択したAF評価値のうちの最大のAF評価値をVmax、最小のAF評価値をVmin、閾値をTH1として、以下の式(4)が成り立つ場合に、選択したAF評価値によって構成されるデータ曲線がピーク付近で急峻になっている、つまり、選択したAF評価値により決定される合焦位置の信頼性が信頼性閾値以上であると判定する。
合焦位置決定部192は、選択したAF評価値が、評価値最大位置から前後に向かって単調減少していれば、この選択したAF評価値によって構成されるデータ曲線がピーク付近で急峻になっている、つまり、選択したAF評価値により決定される合焦位置の信頼性が信頼性閾値以上であると判定する。
P0>P1>・・・>P3・・・(6)
図6は、図1のデジタルカメラのシステム制御部11の変形例を示す機能ブロック図である。図6に示すシステム制御部11には、新たに尖鋭度判定部194が追加されており、それ以外は、図2に示した機能ブロック図と基本的に同様である。
尖鋭度判定部194は、閾値を超えるAF評価値の数に基づいて判定用評価値曲線の尖鋭度を判定する。より具体的に、図7及び図8を用いて説明する。
尖鋭度判定部194は、上記の移動範囲に対応するAF評価値をVi、AF評価値Viが得られたフォーカスレンズ位置をPiとし、判定用評価値曲線がガウス関数に従うとすると、上記の式(1)が得られるため、この式(1)によって判定用評価値曲線のσを算出する。
ここまでは、同じ被写体であっても、フィルタ処理を変えることで、AF評価値の分布が図3と図4のように違いが生じると説明してきた。しかし、フィルタ処理が同じであっても、被写体の空間周波数やコントラストによっては、AF評価値の分布に図3と図4のような違いが生じることがある。
図1のデジタルカメラ、第一の変形例のデジタルカメラ、及び、第二の変形例のデジタルカメラでは、合焦位置決定部192が、選択されたフィルタ処理の通過帯域又は判定用評価値曲線の尖鋭度に基づいて、AF評価値曲線の極大点の算出に用いるAF評価値の数を制御するものとしている。
合焦位置決定部192は、評価値算出部191により算出されたAF評価値の中から、最大値となる第一の評価値と、第一の評価値が得られたフォーカスレンズの位置(評価値最大位置)を基準位置としてフォーカスレンズの移動方向の一方側において基準位置からn番目(nは2以上の自然数)までの各位置で得られた第二の評価値と、基準位置よりもフォーカスレンズの移動方向の他方側において基準位置からn番目までの各位置で得られた第三の評価値と、を選択する。
Gb={V(P1−k)‐V(P−k)}/(P1−k−P−k)・・・(9)
Gb>0・・・(11)
(1/th5)<(Ga/Gb)<th5・・・(12)
第二の調整方法は、第一の調整方法における2つの区間の対称性の判定方法が異なるものである。
合焦位置決定部192は、第一の調整方法と同じように、評価値算出部191により算出されたAF評価値の中から、第一の評価値と、第二の評価値と、第三の評価値と、を選択する。
区間B2:DiffRatioB1≦DiffRatioB2の場合OK
区間B1:常時OK(DiffRatioB1に対する比較対象がない為、常時OK)
区間A1:常時OK(DiffRatioA1に対する比較対象がない為、常時OK)
区間A2:DiffRatioA1≦DiffRatioA2の場合OK
区間A3:DiffRatioA2≦DiffRatioA3の場合OK
本出願は、2015年9月30日出願の日本特許出願(特願2015−194232)に基づくものであり、その内容はここに取り込まれる。
2 絞り
5 撮像素子
6 アナログ信号処理部
7 アナログデジタル変換回路
8 レンズ駆動部
9 絞り駆動部
10 撮像素子駆動部
11 システム制御部
14 操作部
15 メモリ制御部
16 メインメモリ
17 デジタル信号処理部
18 圧縮伸長処理部
20 外部メモリ制御部
21 記録媒体
22 表示制御部
23 表示部
24 制御バス
25 データバス
191 評価値算出部
192 合焦位置決定部
193 合焦制御部
194 尖鋭度判定部
200 スマートフォン
201 筐体
202 表示パネル
203 操作パネル
204 表示入力部
205 スピーカ
206 マイクロホン
207 操作部
208 カメラ部
210 無線通信部
211 通話部
212 記憶部
213 外部入出力部
214 GPS受信部
215 モーションセンサ部
216 電源部
217 内部記憶部
218 外部記憶部
220 主制御部
ST1〜STn GPS衛星
X1、X2、X6 評価値曲線
X3、X4 判定用評価値曲線
X5、X7 データ曲線
Claims (19)
- 光軸方向に移動可能なフォーカスレンズを移動させながら、前記フォーカスレンズの位置毎に、前記フォーカスレンズを通して被写体を撮像する撮像素子により被写体を撮像させ、前記撮像により得られる撮像画像信号に対し通過帯域の異なる複数のフィルタ処理の中から選択したいずれかのフィルタ処理を施して得られる信号に基づいて、前記フォーカスレンズの合焦位置を決定するための評価値を算出する評価値算出部と、
前記評価値算出部により算出された評価値の中から複数の評価値を選択し、選択した複数の評価値に基づいて、前記フォーカスレンズの位置に対する前記評価値の関係を示す評価値曲線の極大点を算出し、前記極大点に対応する前記フォーカスレンズの位置を合焦位置として決定する合焦位置決定部と、
前記合焦位置に前記フォーカスレンズを移動させる合焦制御を行う合焦制御部と、を備え、
前記合焦位置決定部は、前記評価値算出部により算出された評価値の中から複数の評価値を選択するに際し、前記評価値算出部により選択されたフィルタ処理の通過帯域の下限周波数が周波数閾値以下である場合における選択する複数の評価値の数を、前記周波数閾値を超える場合における選択する複数の評価値の数よりも多くする合焦制御装置。 - 光軸方向に移動可能なフォーカスレンズを移動させながら、前記フォーカスレンズの位置毎に、前記フォーカスレンズを通して被写体を撮像する撮像素子により被写体を撮像させ、前記撮像により得られる撮像画像信号に基づいて前記フォーカスレンズの合焦位置を決定するための評価値を算出する評価値算出部と、
前記評価値算出部により算出された評価値の中から複数の評価値を選択し、選択した複数の評価値に基づいて、前記フォーカスレンズの位置に対する前記評価値の関係を示す評価値曲線の極大点を算出し、前記極大点に対応する前記フォーカスレンズの位置を合焦位置として決定する合焦位置決定部と、
前記合焦位置に前記フォーカスレンズを移動させる合焦制御を行う合焦制御部と、
前記評価値算出部により算出された評価値のうちの最大の評価値が得られた前記フォーカスレンズの位置を含む予め決められた前記フォーカスレンズの移動範囲に対応する前記評価値に基づき、前記移動範囲に対する前記評価値の関係を示す判定用評価値曲線の尖鋭度を判定する尖鋭度判定部と、を備え、
前記合焦位置決定部は、前記評価値算出部により算出された評価値の中から複数の評価値を選択するに際し、前記尖鋭度判定部により判定された尖鋭度が先鋭度閾値以下である場合における選択する複数の評価値の数を、前記先鋭度閾値を超える場合における選択する複数の評価値の数よりも多くする合焦制御装置。 - 請求項1又は2記載の合焦制御装置であって、
前記合焦位置決定部は、前記選択した全ての評価値と前記評価値に対応する前記フォーカスレンズの位置との関係を示すデータ曲線の形状に基づいて、前記極大点の算出に用いる評価値の数を調整する合焦制御装置。 - 請求項3記載の合焦制御装置であって、
前記合焦位置決定部は、前記評価値算出部により算出された評価値の中から、最大値となる第一の評価値と、前記第一の評価値が得られたフォーカスレンズの位置を基準位置にして前記フォーカスレンズの移動方向の一方側において前記基準位置からnを2以上の自然数としてn番目までの各位置で得られた第二の評価値と、前記基準位置よりも前記フォーカスレンズの移動方向の他方側において前記基準位置からn番目までの各位置で得られた第三の評価値と、を選択し、
更に、前記選択した評価値のうちの前記基準位置から前記一方側と前記他方側のそれぞれに2つ以上離れた位置で得られた2つの評価値の各々と、前記選択した評価値のうちの前記位置の前記基準位置側の隣の位置で得られた評価値とで構成される曲線部分の対称性を判定し、前記対称性が対称性閾値未満の場合に、前記2つの評価値と、前記選択した評価値のうちの前記2つの評価値の各々が得られたフォーカスレンズの位置よりも前記基準位置から遠い位置で得られた評価値と、については、前記極大点の算出に用いる評価値からは除外する合焦制御装置。 - 請求項4記載の合焦制御装置であって、
前記合焦位置決定部は、前記第一の評価値と前記第二の評価値に基づいて仮の評価値曲線を算出し、前記2つの評価値のうち前記移動方向の他方側の位置に対応する評価値と、前記仮の評価値曲線の前記位置に対応する仮の評価値との差を算出し、前記差が閾値を超える場合に、前記対称性が対称性閾値未満であると判定する合焦制御装置。 - 請求項3記載の合焦制御装置であって、
前記合焦位置決定部は、前記評価値算出部により算出された評価値の中から、最大値となる第一の評価値と、前記第一の評価値が得られたフォーカスレンズの位置を基準位置にして前記フォーカスレンズの移動方向の一方側において前記基準位置からnを2以上の自然数としてn番目までの各位置で得られた第二の評価値と、前記基準位置よりも前記フォーカスレンズの移動方向の他方側において前記基準位置からmを1以上の自然数としてm番目までの各位置で得られた第三の評価値と、を選択し、
更に、前記選択した評価値のうちの前記基準位置から前記一方側と前記他方側のそれぞれに2つ以上離れた任意の位置で得られた評価値と、前記選択した評価値のうちの前記任意の位置の前記基準位置側の隣の位置で得られた評価値とで構成される曲線部分の急峻性を判定し、前記急峻性が急峻性閾値未満の場合に、前記任意の位置で得られた評価値と、前記選択した評価値のうちの前記任意の位置よりも前記基準位置から遠い位置で得られた評価値と、については、前記極大点の算出に用いる評価値からは除外する合焦制御装置。 - 請求項6記載の合焦制御装置であって、
前記合焦位置決定部は、前記任意の位置で得られた評価値に対する、前記選択した評価値のうちの前記任意の位置の前記基準位置側の隣の位置で得られた第一の隣接評価値の第一の変化率が、前記第一の隣接評価値に対する、前記選択した評価値のうちの前記任意の位置の前記基準位置側の2つ隣の位置で得られた評価値の第二の変化率よりも小さい場合に、前記急峻性が急峻性閾値未満であると判定する合焦制御装置。 - 請求項1〜7のいずれか1項記載の合焦制御装置であって、
前記合焦位置決定部は、前記極大点の算出に用いる評価値に基づいて、当該評価値により決定される合焦位置の信頼性を判定し、前記判定した信頼性が信頼性閾値以上の場合に、前記極大点の算出を行って合焦位置を決定する合焦制御装置。 - 請求項1〜8のいずれか1項記載の合焦制御装置と、
前記合焦制御部により合焦位置に移動されるフォーカスレンズを通して被写体を撮像する撮像素子と、を備える撮像装置。 - 光軸方向に移動可能なフォーカスレンズを移動させながら、前記フォーカスレンズの位置毎に、前記フォーカスレンズを通して被写体を撮像する撮像素子により被写体を撮像させ、前記撮像により得られる撮像画像信号に基づいて前記フォーカスレンズの合焦位置を決定するための評価値を算出する評価値算出ステップと、
前記評価値算出ステップにより算出された評価値の中から複数の評価値を選択し、選択した複数の評価値に基づいて、前記フォーカスレンズの位置に対する前記評価値の関係を示す評価値曲線の極大点を算出し、前記極大点に対応する前記フォーカスレンズの位置を合焦位置として決定する合焦位置決定ステップと、
前記合焦位置に前記フォーカスレンズを移動させる合焦制御を行う合焦制御ステップと、を備え、
前記評価値算出ステップは、通過帯域の異なる複数のフィルタ処理の中から選択したいずれかのフィルタ処理を前記撮像画像信号に施して得られる信号に基づいて前記評価値を算出し、
前記合焦位置決定ステップでは、前記評価値算出ステップにより算出された評価値の中から複数の評価値を選択するに際し、前記評価値算出ステップにより選択されたフィルタ処理の通過帯域の下限周波数が周波数閾値以下である場合における選択する複数の評価値の数を、前記周波数閾値を超える場合における選択する複数の評価値の数よりも多くする合焦制御方法。 - 光軸方向に移動可能なフォーカスレンズを移動させながら、前記フォーカスレンズの位置毎に、前記フォーカスレンズを通して被写体を撮像する撮像素子により被写体を撮像させ、前記撮像により得られる撮像画像信号に基づいて前記フォーカスレンズの合焦位置を決定するための評価値を算出する評価値算出ステップと、
前記評価値算出ステップにより算出された評価値の中から複数の評価値を選択し、選択した複数の評価値に基づいて、前記フォーカスレンズの位置に対する前記評価値の関係を示す評価値曲線の極大点を算出し、前記極大点に対応する前記フォーカスレンズの位置を合焦位置として決定する合焦位置決定ステップと、
前記合焦位置に前記フォーカスレンズを移動させる合焦制御を行う合焦制御ステップと、
前記評価値算出ステップにより算出された評価値のうちの最大の評価値が得られた前記フォーカスレンズの位置を含む予め決められた前記フォーカスレンズの移動範囲に対応する前記評価値に基づき、前記移動範囲に対する前記評価値の関係を示す曲線の尖鋭度を判定する尖鋭度判定ステップと、を備え、
前記合焦位置決定ステップでは、前記評価値算出ステップにより算出された評価値の中から複数の評価値を選択するに際し、前記尖鋭度判定ステップにより判定された尖鋭度が先鋭度閾値以下である場合における選択する複数の評価値の数を、前記先鋭度閾値を超える場合における選択する複数の評価値の数よりも多くする合焦制御方法。 - 請求項10又は11記載の合焦制御方法であって、
前記合焦位置決定ステップでは、前記選択した全ての評価値と前記評価値に対応する前記フォーカスレンズの位置との関係を示すデータ曲線の形状に基づいて、前記極大点の算出に用いる評価値の数を調整する合焦制御方法。 - 請求項12記載の合焦制御方法であって、
前記合焦位置決定ステップは、前記評価値算出ステップにより算出された評価値の中から、最大値となる第一の評価値と、前記第一の評価値が得られたフォーカスレンズの位置を基準位置にして前記フォーカスレンズの移動方向の一方側において前記基準位置からnを2以上の自然数としてn番目までの各位置で得られた第二の評価値と、前記基準位置よりも前記フォーカスレンズの移動方向の他方側において前記基準位置からn番目までの各位置で得られた第三の評価値と、を選択し、
更に、前記選択した評価値のうちの前記基準位置から前記一方側と前記他方側のそれぞれに2つ以上離れた位置で得られた2つの評価値の各々と、前記選択した評価値のうちの前記位置の前記基準位置側の隣の位置で得られた評価値とで構成される曲線部分の対称性を判定し、前記対称性が対称性閾値未満の場合に、前記2つの評価値と、前記選択した評価値のうちの前記2つの評価値の各々が得られたフォーカスレンズの位置よりも前記基準位置から遠い位置で得られた評価値と、については、前記極大点の算出に用いる評価値からは除外する合焦制御方法。 - 請求項13記載の合焦制御方法であって、
前記合焦位置決定ステップは、前記第一の評価値と前記第二の評価値に基づいて仮の評価値曲線を算出し、前記2つの評価値のうち前記移動方向の他方側の位置に対応する評価値と、前記仮の評価値曲線の前記位置に対応する仮の評価値との差を算出し、前記差が閾値を超える場合に、前記対称性が対称性閾値未満であると判定する合焦制御方法。 - 請求項12記載の合焦制御方法であって、
前記合焦位置決定ステップは、前記評価値算出ステップにより算出された評価値の中から、最大値となる第一の評価値と、前記第一の評価値が得られたフォーカスレンズの位置を基準位置にして前記フォーカスレンズの移動方向の一方側において前記基準位置からnを2以上の自然数としてn番目までの各位置で得られた第二の評価値と、前記基準位置よりも前記フォーカスレンズの移動方向の他方側において前記基準位置からmを1以上の自然数としてm番目までの各位置で得られた第三の評価値と、を選択し、
更に、前記選択した評価値のうちの前記基準位置から前記一方側と前記他方側のそれぞれに2つ以上離れた任意の位置で得られた評価値と、前記選択した評価値のうちの前記任意の位置の前記基準位置側の隣の位置で得られた評価値とで構成される曲線部分の急峻性を判定し、前記急峻性が急峻性閾値未満の場合に、前記任意の位置で得られた評価値と、前記選択した評価値のうちの前記任意の位置よりも前記基準位置から遠い位置で得られた評価値と、については、前記極大点の算出に用いる評価値からは除外する合焦制御方法。 - 請求項15記載の合焦制御方法であって、
前記合焦位置決定ステップは、前記任意の位置で得られた評価値に対する、前記選択した評価値のうちの前記任意の位置の前記基準位置側の隣の位置で得られた第一の隣接評価値の第一の変化率が、前記第一の隣接評価値に対する、前記選択した評価値のうちの前記任意の位置の前記基準位置側の2つ隣の位置で得られた評価値の第二の変化率よりも小さい場合に、前記急峻性が急峻性閾値未満であると判定する合焦制御方法。 - 請求項10〜16のいずれか1項記載の合焦制御方法であって、
前記合焦位置決定ステップは、前記極大点の算出に用いる評価値に基づいて、当該評価値により決定される合焦位置の信頼性を判定し、前記判定した信頼性が信頼性閾値以上の場合に、前記極大点の算出を行って合焦位置を決定する合焦制御方法。 - 光軸方向に移動可能なフォーカスレンズを移動させながら、前記フォーカスレンズの位置毎に、前記フォーカスレンズを通して被写体を撮像する撮像素子により被写体を撮像させ、前記撮像により得られる撮像画像信号に基づいて前記フォーカスレンズの合焦位置を決定するための評価値を算出する評価値算出ステップと、
前記評価値算出ステップにより算出された評価値の中から複数の評価値を選択し、選択した複数の評価値に基づいて、前記フォーカスレンズの位置に対する前記評価値の関係を示す評価値曲線の極大点を算出し、前記極大点に対応する前記フォーカスレンズの位置を合焦位置として決定する合焦位置決定ステップと、
前記合焦位置に前記フォーカスレンズを移動させる合焦制御を行う合焦制御ステップと、をコンピュータに実行させるための合焦制御プログラムであって、
前記評価値算出ステップは、通過帯域の異なる複数のフィルタ処理の中から選択したいずれかのフィルタ処理を前記撮像画像信号に施して得られる信号に基づいて前記評価値を算出し、
前記合焦位置決定ステップでは、前記評価値算出ステップにより算出された評価値の中から複数の評価値を選択するに際し、前記評価値算出ステップにより選択されたフィルタ処理の通過帯域の下限周波数が周波数閾値以下である場合における選択する複数の評価値の数を、前記周波数閾値を超える場合における選択する複数の評価値の数よりも多くする合焦制御プログラム。 - 光軸方向に移動可能なフォーカスレンズを移動させながら、前記フォーカスレンズの位置毎に、前記フォーカスレンズを通して被写体を撮像する撮像素子により被写体を撮像させ、前記撮像により得られる撮像画像信号に基づいて前記フォーカスレンズの合焦位置を決定するための評価値を算出する評価値算出ステップと、
前記評価値算出ステップにより算出された評価値の中から複数の評価値を選択し、選択した複数の評価値に基づいて、前記フォーカスレンズの位置に対する前記評価値の関係を示す評価値曲線の極大点を算出し、前記極大点に対応する前記フォーカスレンズの位置を合焦位置として決定する合焦位置決定ステップと、
前記合焦位置に前記フォーカスレンズを移動させる合焦制御を行う合焦制御ステップと、
前記評価値算出ステップにより算出された評価値のうちの最大の評価値が得られた前記フォーカスレンズの位置を含む予め決められた前記フォーカスレンズの移動範囲に対応する前記評価値に基づき、前記移動範囲に対する前記評価値の関係を示す判定用評価値曲線の尖鋭度を判定する尖鋭度判定ステップと、をコンピュータに実行させるための合焦制御プログラムであって、
前記合焦位置決定ステップでは、前記評価値算出ステップにより算出された評価値の中から複数の評価値を選択するに際し、前記尖鋭度判定ステップにより判定された尖鋭度が先鋭度閾値以下である場合における選択する複数の評価値の数を、前記先鋭度閾値を超える場合における選択する複数の評価値の数よりも多くする合焦制御プログラム。
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