JP6851755B2 - 焦点調節装置、焦点調節方法、プログラム - Google Patents
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Description
まず、撮像装置101(焦点調節装置)の構成例について、図1を参照して説明する。図1は、撮像装置101の構成例を示すブロック図である。レンズユニット111(撮像レンズ)は、光学部材として、固定レンズ112と、絞り113と、フォーカスレンズ114とを備えている。そして、これらの光学部材が撮影光学系を形成する。フォーカスレンズ114は、焦点調節用レンズである。図1にはおいては、フォーカスレンズ114を単レンズで簡略的に示されているが、通常は複数のレンズで構成される。絞り制御部115は、絞り113を駆動することにより、絞り113の開口径を調整して撮影時の光量調節を行う。フォーカス制御部116は、レンズユニット111のピント方向(光軸方向)のずれ量に基づいて、フォーカスレンズ114を駆動する駆動量を決定する。そして、フォーカス制御部116は、フォーカスレンズ114を駆動することにより、焦点調節を行う。フォーカス制御部116によるフォーカスレンズ114の制御により、自動焦点調節制御が実現される。レンズ制御部117は、絞り制御部115やフォーカス制御部116を制御する。
次に、撮像装置101の動作について、図3を参照して説明する。図3は、撮像装置101の撮影処理の例を示すフローチャートである。
次にステップS304の静止画撮影処理の内容について、図4を参照して説明する。図4は、図3のステップS304の静止画撮像処理の例を示すフローチャートである。
次に、ステップS402の焦点検出処理について、図5のフローチャートを参照して説明する。図5は、焦点検出処理の例を示すフローチャートである。
次に、ステップS511の信頼性評価(図5参照)について、図10〜図15を参照して説明する。前述のとおり、信頼性は、例えば、同じ環境、同じ被写体に対して同じ設定で複数回にわたってデフォーカス量を計算した場合に、どの程度計算結果がばらつくか、を示す。このため、計算したデフォーカス量の信頼性が高い場合には、計算したデフォーカス量をレンズ駆動量に設定してフォーカスレンズ114を駆動した場合に、精度よく合焦させることができる。これに対して、信頼性が低い場合には、合焦の精度が低下する。
(i) センサゲイン(S1401)
(ii) 垂直方向の行加算平均のライン数(S1402)
(iii)相関量CORの加算のライン数(S1403)
(iv) 被写体コントラスト値(S1404)
本発明は、上述の実施形態の1以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。
Claims (17)
- フォーカスレンズの互いに異なる瞳領域を通過した一対の光束のそれぞれに対応する二像の信号を生成する信号生成手段と、
前記二像の信号の位相差から前記二像のずれ量を計算する二像ずれ量計算手段と、
前記二像の相関変化量の変化の急峻度を計算する急峻度計算手段と、
前記二像のずれ量に基づいてデフォーカス量を計算するデフォーカス量計算手段と、
前記急峻度を正規化する急峻度正規化手段と、
正規化された前記急峻度を前記デフォーカス量の標準偏差に変換する変換手段と、
正規化された前記急峻度に基づいて前記二像のずれ量の信頼性を評価する評価手段と、
を有し、
前記評価手段は、前記デフォーカス量の標準偏差に基づいて前記デフォーカス量計算手段により計算された前記デフォーカス量の信頼性を評価することで、前記二像のずれ量の信頼性を評価することを特徴とする焦点調節装置。 - 前記デフォーカス量計算手段は、前記二像の信号のそれぞれについて所定の周波数帯域の信号成分を抽出する1つ以上のフィルタを有し、
抽出した前記二像の信号の所定の周波数帯域の信号成分から前記デフォーカス量を計算することを特徴とする請求項1に記載の焦点調節装置。 - 前記急峻度正規化手段が前記急峻度の正規化の演算に用いる係数は、前記フィルタにより抽出される信号成分の周波数帯域に応じて設定されていることを特徴とする請求項2に記載の焦点調節装置。
- 前記信号生成手段は撮像素子をさらに有し、
前記急峻度正規化手段は、前記撮像素子のセンサゲインに応じて前記急峻度を正規化することを特徴とする請求項1又は2に記載の焦点調節装置。 - 前記二像の信号のそれぞれを加算平均する加算平均手段をさらに有し、
前記急峻度正規化手段は、前記加算平均手段が前記二像の信号のそれぞれを加算平均する際のライン数に応じて、前記急峻度を正規化することを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の焦点調節装置。 - 前記二像の信号の相関量の波形を加算する相関変化量加算手段をさらに有し、
前記急峻度正規化手段は、前記相関変化量加算手段が前記二像の信号の相関量の波形を加算する際の加算数に応じて前記急峻度を正規化することを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の焦点調節装置。 - 前記正規化手段は、被写体のコントラストを示すコントラスト値に応じて前記急峻度を正規化することを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の焦点調節装置。
- 前記コントラスト値は、前記二像の信号を加算平均した出力の最大値と最小値の差を前記最大値で除算して算出した値であることを特徴とする請求項7に記載の焦点調節装置。
- 前記デフォーカス量の標準偏差について、値が大きい順に第1の標準偏差閾値と第2の標準偏差閾値と第3の標準偏差閾値とを有しており、
前記評価手段は、
前記デフォーカス量の標準偏差が前記第1の標準偏差閾値より大きい場合には、前記信頼性の段階が、前記デフォーカス量計算手段が計算した前記デフォーカス量は信頼できない第0の段階であると評価し、
前記デフォーカス量の標準偏差が前記第1の標準偏差閾値以下で前記第2の標準偏差閾値より大きい場合には、前記信頼性の段階が、前記デフォーカス量計算手段が計算した前記デフォーカス量は信頼できないが、検出したデフォーカスの方向は信頼できる第1の段階であると評価し、
前記デフォーカス量の標準偏差が前記第2の標準偏差閾値以下で前記第3の標準偏差閾値より大きい場合には、前記信頼性の段階が、前記デフォーカス量計算手段が計算した前記デフォーカス量は信頼できる第2の段階であると評価し、
前記デフォーカス量の標準偏差が前記第3の標準偏差閾値以下である場合には、前記信頼性の段階が、前記デフォーカス量計算手段が計算した前記デフォーカス量は信頼でき、かつ、前記フォーカスレンズを合焦させることができる第3の段階であると評価することを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の焦点調節装置。 - 前記評価手段は、前記デフォーカス量計算手段が計算した前記デフォーカス量が所定のデフォーカス量閾値より大きい場合には、前記デフォーカス量計算手段が計算した前記デフォーカス量は信頼できないと評価することを特徴とする請求項1から3、9のいずれか1項に記載の焦点調節装置。
- 前記評価手段は、正規化した前記急峻度が所定の急峻度閾値以下である場合には、前記二像のずれ量計算手段が計算した前記二像のずれ量は信頼できないと評価することを特徴とする請求項1から10のいずれか1項に記載の焦点調節装置。
- 前記評価手段は、前記二像のずれ量の標準偏差が前記二像のずれ量よりも大きい場合には、前記二像のずれ量計算手段が計算した前記二像のずれ量は信頼できないと評価することを特徴とする請求項1から11のいずれか1項に記載の焦点調節装置。
- 前記評価手段は、前記二像のずれ量の標準偏差が前記二像のずれ量よりも大きい場合には、前記二像のずれ量の前記信頼性の段階を、前記標準偏差に応じて評価した前記二像のずれ量の段階よりも低くすることを特徴とする請求項9から12のいずれか1項に記載の焦点調節装置。
- 前記フォーカスレンズを駆動するフォーカスレンズ駆動手段をさらに有し、
前記フォーカスレンズ駆動手段は、前記評価手段により計算された前記二像のずれ量は信頼できないと評価された場合にはフォーカスレンズの駆動量を固定し、前記二像のずれ量は信頼できると評価された場合には前記二像のずれ量に応じて前記フォーカスレンズを駆動することを特徴とする請求項1から13のいずれか1項に記載の焦点調節装置。 - 前記デフォーカス量と前記デフォーカス量の標準偏差を正規化する標準偏差正規化手段をさらに有し、
前記評価手段は、前記デフォーカス量の信頼性を、前記標準偏差正規化手段により正規化された前記標準偏差に応じて評価することを特徴とする請求項1から3、9、10のいずれか1項に記載の焦点調節装置。 - フォーカスレンズの互いに異なる瞳領域を通過した一対の光束のそれぞれに対応する二像の信号を生成する信号生成ステップと、
前記二像の信号の位相差から前記二像のずれ量を計算する二像ずれ量計算ステップと、
前記二像の相関変化量の変化の急峻度を計算する急峻度計算ステップと、
前記二像のずれ量に基づいてデフォーカス量を計算するデフォーカス量計算ステップと、
前記急峻度を正規化する急峻度正規化ステップと、
正規化された前記急峻度を前記デフォーカス量の標準偏差に変換する変換ステップと、
正規化された前記急峻度に基づいて前記二像のずれ量の信頼性を評価する評価ステップと、
を有し、
前記評価ステップでは、前記デフォーカス量の標準偏差に基づいて前記デフォーカス量計算ステップにより計算された前記デフォーカス量の信頼性を評価することで、前記二像のずれ量の信頼性を評価することを特徴とする焦点調節方法。 - 焦点調節装置のコンピュータを、請求項1から15のいずれか1項に記載の各手段として機能させることを特徴とするコンピュータプログラム。
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